Країна. США
Час винаходу. 1887 р
Серед чудових технічних досягнень XIX століття далеко не останнє місце займає винахід звукозапису. Вперше пристрій, що дозволяє записувати звук, було створено в 1857 році Леоном Скоттом.
Принцип дії його фоноавтограф був дуже простий: голка, якою передавалися коливання звукової діафрагми, викреслював криву на поверхні обертаються циліндра, покритого шаром сажі. Звукові хвилі в цьому приладі отримували як би зримий образ, але не більше того - зрозуміло, що відтворити записаний на сажі звук було неможливо.
Наступний важливий крок на цьому шляху було зроблено знаменитим американським винахідником Едісоном. У 1877 році Едісон створив першу «говорить машину» - фонограф, яка дозволяла проводити не тільки запис, але і відтворення звуку.
Перші пристрої Едісона, створені в 1877 р були ще дуже недосконалі. Вони хрипіли, гугнявість, надмірно посилювали деякі звуки, зовсім не відтворювали інших, і взагалі, більше нагадували папуг, ніж репродуктори людської мови. Інший їх недолік полягав у тому, що звук можна було розрізнити, лише приклавши вухо до діафрагми. Це відбувалося багато в чому через те, що валик рухався недостатньо рівно по поверхні, яку не могли зробити абсолютно гладкою. Голка, переходячи з одного поглиблення в інше, відчувала власні коливання, які передавалися у вигляді сильних шумів.
Едісон наполегливо працював над поліпшенням фонографа. Особливо багато проблем зустрів він з відтворенням
звуку «с», який ніяк не хотів записуватися. Він сам згадував пізніше: «Протягом семи місяців я працював майже по 18-20 годин на добу над одним словом" спеція ". Скільки разів я повторював в фонограф: спеція, спеція, спеція - прилад наполегливо твердив мені одне й те саме: пеція, пеція, пеція. З розуму можна було зійти! Але я не впав духом і наполегливо продовжував свою роботу, поки не подолав труднощі. Наскільки важка була моя задача, ви зрозумієте, якщо я скажу, що сліди, що виходять на циліндрі на початку слова, мали в глибину не більше однієї мільйонної частки дюйма! Легко робити дивовижні відкриття, але складність полягає в удосконаленні їх настільки, щоб вони отримали практичну цінність.Але, на жаль, жодне з цих обіцянок не було виконано навіть в 1889 році, коли був сконструйований новий фонограф, який не мав багатьох недоліків колишнього. Однак і новий вдосконалений фонограф не отримав широкого практичного застосування. Крім високої ціни, поширенню його заважало практичне недосконалість. Валик не міг вмістити багато інформації і заповнювався через кілька хвилин.
Більш-менш значна кореспонденція вимагала великого числа валиків. Після декількох прослуховувань копія руйнувалася. Сама передача апарату була далека від досконалості. Крім того, з воскового валика неможливо було отримати копії. Будь-яка запис була унікальною і з псуванням валика пропадала назавжди.
Всі ці недоліки були благополучно подолані Емілем Берлінером, який в 1887 році взяв патент на інший звукозаписний прилад - грамофон. Хоча принцип пристрою грамофона і фонографа був один
і той же, грамофон мав ряд істотних відмінностей, які і забезпечили йому широке розповсюдження. Перш за все, голка в записуючий апараті Берлинера розташовувалася паралельно площині діафрагми і креслила звивисті лінії (а не борозни, як у Едісона). Крім того, замість громіздкого і незручного валика Берлінер обрав круглу пластинку.Запис відбувався наступним чином. На диск великого діаметра з бортиком встановлювали призначений для запису звуку полірований цинковий диск. Зверху на нього наливали розчин воску в бензині. Диск-ванна отримував обертання від ручки через фрикційну передачу, а система шестерень і ходового гвинта пов'язувала обертання диска з радіальним ходом записуючої мембрани, укріпленої на стійці.
Цим досягалося рух записуючого пристрою по спиралеобразной лінії. Коли бензин випаровувався, на диску залишався дуже тонкий шар воску, і диск був готовий до запису. Нанесення звуковий канавки Берлінер виробляв майже так само, як Едісон, за допомогою записуючої мембрани, забезпеченою трубкою з невеликим рупором і передавала свої коливання іридієвих вістря.
Головне достоїнство записи за способом Берлинера полягало в тому, що з диска можна було легко отримувати
копії. Для цього створений диск, перш за все, занурювали в водний розчин хромової кислоти. Там, де поверхня диска була покрита воском, кислота не чинила на нього ніякого впливу. Тільки в звукових канавках, оскільки записуючий вістря зрізало віск до самої поверхні диска, цинк розчинявся під дією кислоти. При цьому звукова канавка протруюють до глибини близько 0, 1 мм. Потім диск промивали і видаляли віск. У такому вигляді він уже міг служити для відтворення звуку, але фактично був лише оригіналом для виготовлення мідних гальванічних копій.Принцип гальванопластики був відкритий в 1838 році російським іелектротехніком Якобі. В процесі
використовувалися електроліти - рідини, які проводять через себе електричний струм. Особливістю електролітів є те, що в розчинах (або розплавах) їх молекули розпадаються на позитивні і негативні іони. Завдяки цьому стає можливим електроліз - хімічна реакція, яка протікає під впливом електричного струму.Для проведення електролізу в ванну поміщають металеві або вугільні стрижні, які з'єднують з постійним джерелом струму. (Електрод, підключений до негативного полюса батареї, називають катодом, а електрод, з'єднаний з позитивним полюсом - анодом.) Електричний струм в електроліті являє процес руху іонів до електродів. Позитивно заряджені іони рухаються до катода, а негативно заряджені - до анода.
На електродах відбувається реакція нейтралізації іонів, які, віддаючи зайві електрони або отримуючи бракуючі, перетворюються в атоми і молекули. Наприклад, кожен іон міді отримує на катод два відсутніх електрона і осідає на ньому у вигляді металевої
міді. При цьому осад дає точне рельєфне зображення катода. Це остання властивість якраз і використовується при гальванопластике.З копіюються предметів знімається копія (матриця), що представляє їх зворотне негативне зображення. Потім копія підвішується в якості катода (негативного полюса) в гальванічну ванну. Як анода (позитивного полюса) береться той метал, з якого виготовлялася копія. Розчин ванни повинен містити в собі іони того ж металу.
Точно так же діяв Берлінер - він занурював цинковий диск в ванну з розчином мідного солі і підключав до нього негативний полюс батареї. У процесі електролізу на диску осідав шар міді товщиною в 3-4 мм, в точності повторював всі деталі диска, але зі зворотним рельєфом (тобто на місці канавок виходили горбки, але в точності повторюють всі їх вигини).
Потім отриману мідну копію відокремлювали від цинкового диска. Вона служила матрицею, з якої можна було відпресовують диски-пластинки з якогось пластичного матеріалу. На початку для цієї мети застосовували целулоїд, ебоніт, всілякі воскові маси і тому подібні речовини. Найперша в історії грамофонна платівка була виготовлена Берлінером в 1888 році з целулоїду.
Грамофонні платівки, що надійшли на початку 90-х років в продаж, були виконані з ебоніту. обидва ці
матеріалу не годилися для призначеної мети, так як погано подавалися пресуванні і тому недостатньо точно відтворювали рельєф матриці. Проробивши безліч дослідів, Берлінер в 1896 році створив спеціальну шеллачной масу (до складу її входили шелак - смола органічного походження, важкий шпат, зола і деякі інші речовини), яка залишалася потім протягом багатьох десятиліть основним матеріалом для виготовлення платівок.Програвання платівок відбувалося на спеціальному пристрої - грамофоні. Головною частиною звукоснімающего приладу тут була слюдяная пластинка, сцепленная важелем з затискачем, в який вставлялися змінні сталеві голки. Між затискачем і корпусом мембрани містилися гумові прокладки. Спочатку грамофон приводився в рух від руки, а потім став встановлюватися на ящик з годинниковим механізмом.
Як записуючий пристрій, так і перші грамофони Берлинера були дуже недосконалі. Шипіння, тріск і спотворення були їхніми постійними супутниками. Проте, цей винахід мало величезний комерційний успіх - за якісь десять років грамофони поширилися по всьому світу і проникли в усі верстви суспільства. До 1901 року було випущено вже близько чотирьох мільйонів платівок. Фонографи не могли витримати конкуренції з творінням Берлинера, і Едісону довелося згорнути їх виробництво.