Вадим Охотников - В мире застывших звуков

Вот почему колебания мембраны фонографа (а значит, и иглы) волнообразны.

Записанный таким образом на валик фонографа звук нетрудно воспроизвести вновь. Для этого металлическую иглу устанавливают в начале оловянной канавки (на которой уже лежит «отпечаток» звука) и вращают валик. Игла следует по канавке и в точности повторяет все те движения иглы, благодаря которым образовалась волнистость канавки. Колебания иглы передаются мембране фонографа, на которой она укреплена. Мембрана приходит в движение и, как поршень, начинает качать воздух, заключённый в рупоре. В рупоре снова образуются воздушные волны. Они расходятся в воздухе и, попадая в наше ухо, заставляют колебаться так называемую барабанную перепонку. Наш организм воспринимает это колебание как звук.

Наблюдая волнение на море, мы видим, что волны бывают разной высоты и расстояние между гребнями волн также неодинаково. Если качать в воде палкой часто, то на поверхности воды появятся мелкие волны. Расстояние от гребня до гребня у таких волн мало (это расстояние называется длиной волны). Если же палку качать медленно, то по воде побегут длинные волны с большим расстоянием от гребня до гребня.

Если вы понаблюдаете, стоя на одном месте, как часто проходят одна за другой водяные волны, то легко увидите, что чем длиннее волны, тем меньшее число волн пройдёт около вас за одну секунду.

Так же различны и волны в воздухе. Струна, совершающая малое число колебаний в секунду, вызывает в воздухе волны большей длины, чем струна, совершающая частые колебания. От частоты колебаний зависит высота звука: чем больше число колебаний в секунду, тем выше — «тоньше» — звук.

Не все волны, существующие в воздухе, наше ухо воспринимает как звук. Струна, совершающая 30 колебаний в секунду, вызывает в воздухе волны длиной около 11 метров. Это «нижний» предел колебаний воздуха, который человеческое ухо улавливает как звук. Меньшее число колебаний воздуха ухо, как правило, уже не слышит. Существует также верхний предел звуковых колебаний.

Самое большое число колебаний в секунду, которое человеческое ухо воспринимает как звук, не одинаково для различных людей. Некоторые хорошо слышат звук, состоящий из 16 тысяч колебаний в секунду, что соответствует волнам длиной около 21 мм. Но у большинства людей пределом является примерно 10–12 тысяч колебаний в секунду.

Фонограф первое время имел во всех странах огромный успех. Его показывали в театрах и цирках как чудо. Лишь значительно позднее фонографы появились у отдельных граждан.

У этих аппаратов металлический валик с оловянным листом был заменён валиком из воска. Такой валик был много удобнее. После прослушивания записанного можно было соскабливать восковую поверхность валика и записывать на ней новые звуки. Обладатель фонографа мог сам «наговорить или напеть», что ему вздумается, а затем слушать собственный голос.

Появились в продаже и «напетые» валики. На них уже было записано выступление какого-либо знаменитого певца или рассказчика.

Скоро, однако, у фонографа появился соперник — «граммофон».

Чем же отличается граммофон от фонографа?

Прежде всего у граммофона отсутствует цилиндрический валик. Он заменён плоским и круглым диском. На граммофонном диске, так же как и на валике фонографа, имеется звуковая бороздка. Но выглядит она иначе.

У фонографа, как вы помните, глубина бороздки неодинакова; в ней расположены гребни и впадины звуковых волн. У граммофона же, наоборот, бороздка везде одинакова по глубине. Зато она извивается, как змея, и таким образом на ней запечатлеваются звуковые волны (рис. 3).

Рис. 3. Вид звуковой бороздки: I — у фонографа; II — у граммофона.

Граммофонный диск удобнее в хранении. Диски, сложенные, как блины, занимают очень мало места.

Но дело не только в удобстве хранения. Покупатели всё больше и больше интересовались «наговорёнными» валиками. А размножать такие валики было очень сложно. И в продажу поступало лишь столько валиков с напетой песней, сколько раз пел её певец на фабрике.

Куда проще обстояло дело с диском. Его можно было штамповать на обыкновенных прессах из специальной массы. Нужно было только иметь прочную металлическую форму — матрицу с отпечатком на ней звуковых извилин.

Возможность дешёвого производства пластинок закрепила окончательную победу граммофона. Неважно, что граммофон не годится для записи звука. Потребители стали рассматривать его как музыкальный ящик.

«Граммофон поёт, говорит, смеётся, исполняет оркестровый ансамбль, играет соло на разных инструментах… Граммофон поёт хором…», — так говорилось в одной из первых реклам о граммофоне.

Рис. 4. Внешний вид первого граммофона.

Как же устроена фабрика, где записывают звук? В каких условиях работают люди, голоса которых продают на пластинках?

Совершим экскурсию на одну из таких первых фабрик.

Мы входим в комнату очень странного вида. Она не прямоугольная и сужается к одному концу. На что похожа эта комната?

Да ведь это рупор! Действительно, мы зашли внутрь огромного, горизонтально расположенного рупора. Но как здесь тесно. Плотно прижавшись друг к другу, в три этажа, сидят музыканты. В комнате душно. Прислонившись к стене, стоит дирижёр. Все трубы музыкантов направлены к сужающейся части комнаты-рупора.

Странные музыкальные инструменты находятся тут. Вот мы видим как будто бы скрипку. Но к ней почему-то прикреплён маленький рупор. Певец тоже вооружён рупором, который он держит у рта.

Что же находится в узкой части комнаты-рупора, куда всеми возможными усилиями собирается и направляется звук? Сужение постепенно переходит в трубу, которая направляется в соседнюю комнату. Там расположен звукозаписывающий механизм.

Устройство его не сложно. Вот уже знакомая нам круглая пластинка — мембрана. Именно к ней подошла труба — звукопровод.

И сложная комната в виде рупора, и скученность оркестра — всё это сделано для того, чтобы не рассеять мощность звука. Звук нужно собрать весь без остатка, направить его в одно место. Он должен как можно сильнее заставить колебаться мембрану. Ведь чем с большей силой колеблется мембрана, тем с большим размахом прикреплённый к ней резец будет вырезать звуковую извилину на восковом диске. Значит, звук запишется громко. Громче будет звучать и будущая пластинка.

По окончании записи диск переносится в другое отделение фабрики. Здесь электрическим способом — гальванопластикой, изобретённой в 1838 году русским учёным Якоби, восковой диск покрывается с одной стороны— именно там, где находится звуковая извилина, — тонким слоем красной меди. Получившаяся таким образом медная пластинка легко снимается с воска. На ней до самых мельчайших подробностей отпечатан след звуковой извилины.