Фонограф

Фонограф — это первое в истории устройство для механической записи и воспроизведения звука. Изобретённый в 1877 году Томасом Эдисоном, фонограф положил начало эре звукозаписи и стал предшественником граммофона, патефона и современных аудиосистем. Принцип его работы основан на записи звуковых колебаний в виде механических дорожек на вращающемся носителе — цилиндре или диске.

История

Предпосылки изобретения

До появления фонографа попытки зафиксировать звук предпринимались учёными и изобретателями, но все они были либо теоретическими, либо не давали возможности воспроизведения. В 1857 году французский изобретатель Эдуард-Леон Скотт де Мартенвиль создал «фоноавтограф» — устройство, которое визуально записывало звуковые волны на закопчённой бумаге, но не могло их воспроизвести. В 1877 году французский поэт и учёный Шарль Кро предложил идею «палеофона» — устройства, записывающего звук на вращающемся диске, однако не смог реализовать её на практике.

Создание Томасом Эдисоном

Томас Алва Эдисон, работая над усовершенствованием телеграфа и телефона, заинтересовался возможностью записи телефонных разговоров. В июле 1877 года он начал эксперименты с мембраной и иглой, которая оставляла следы на движущейся бумажной ленте. 21 ноября 1877 года Эдисон публично продемонстрировал первое работающее устройство, которое он назвал «фонограф» (от греч. φωνή — «звук» и γράφω — «писать»). Первой записью стала детская песенка «Mary Had a Little Lamb», которую Эдисон произнёс в рупор.

В 1878 году Эдисон получил патент США № 200521 на фонограф. Устройство вызвало огромный резонанс в научных и общественных кругах, однако коммерческий успех пришёл не сразу из-за технических ограничений и высокой стоимости.

Дальнейшее развитие

В 1880-х годах Эдисон продолжил совершенствовать фонограф. В 1888 году он представил улучшенную модель с восковым цилиндром, который обеспечивал более чёткую запись и позволял делать несколько копий. В 1890-х годах появились первые коммерческие фонографы, предназначенные для использования в офисах (диктофоны) и для развлечений.

Параллельно в 1887 году немецкий изобретатель Эмиль Берлинер создал граммофон — устройство, записывающее звук на плоский диск. Граммофон быстро вытеснил фонограф благодаря большей громкости, удобству хранения и возможности массового тиражирования записей. Тем не менее, фонографы продолжали выпускаться до 1920-х годов, а в некоторых областях (например, в судебной практике) использовались до середины XX века.

Устройство и принцип работы

Основные компоненты

Фонограф состоит из следующих ключевых элементов:

• Цилиндр (валик) — вращающийся носитель, на который наносится звуковая дорожка. Первые цилиндры были оловянными, затем их заменили восковыми, а позднее — целлулоидными.
• Рупор (конус) — служит для концентрации звуковых волн при записи и усиления звука при воспроизведении.
• Мембрана — тонкая пластинка (обычно из стекла или металла), соединённая с иглой. При записи звуковые волны заставляют мембрану вибрировать, передавая колебания игле.
• Игла — острая металлическая часть, которая при записи прорезает канавку на поверхности цилиндра, а при воспроизведении движется по этой канавке, вызывая вибрации мембраны.
• Механизм вращения — ручной или пружинный привод, обеспечивающий равномерное вращение цилиндра. В ранних моделях использовалась рукоятка, в более поздних — заводная пружина.

Процесс записи

1. Звук (голос, музыка) направляется в рупор.
2. Звуковые волны заставляют мембрану колебаться.
3. Колебания передаются игле, которая прорезает на поверхности вращающегося цилиндра спиральную канавку переменной глубины.
4. После записи цилиндр можно заменить или использовать для воспроизведения.

Процесс воспроизведения

1. Игла устанавливается в начало канавки на цилиндре.
2. Цилиндр вращается с той же скоростью, что и при записи.
3. Игла, двигаясь по канавке, повторяет её рельеф, передавая колебания мембране.
4. Мембрана создаёт звуковые волны, которые усиливаются рупором и воспроизводятся как звук.

Классификация фонографов

По типу носителя

• Цилиндрические фонографы — использовали сменные цилиндры. Были наиболее распространены в конце XIX — начале XX века.
• Дисковые фонографы — применяли плоские диски, но не получили широкого распространения из-за конкуренции с граммофоном.

По назначению

• Офисные (диктофоны) — использовались для записи диктовок и деловой переписки. Модели, такие как «Ediphone» и «Dictaphone», были популярны в США и Европе.
• Музыкальные — предназначены для воспроизведения музыкальных записей. Часто устанавливались в общественных местах (барах, парках) как автоматы с монетоприёмником.
• Лабораторные — применялись в научных исследованиях для анализа звука и речи.

Применение и значение

Коммерческое использование

В 1890-х годах фонографы начали использоваться для записи и распространения музыки. Первые звукозаписывающие студии, такие как «Edison Records» (основана в 1888 году), выпускали цилиндры с записями популярных певцов и оркестров. Фонографы также устанавливались в качестве музыкальных автоматов в общественных местах, что способствовало популяризации звукозаписи.

Влияние на культуру

Фонограф стал первым устройством, позволившим массово тиражировать звук. Это привело к появлению индустрии звукозаписи, изменению способов потребления музыки и развитию новых жанров (например, джаза и блюза, которые стали записываться и распространяться в начале XX века). Кроме того, фонограф использовался для сохранения устных традиций, языков и фольклора.

Научное и техническое значение

Фонограф стал основой для развития звукозаписывающей техники. Его принципы — механическая запись, использование иглы и мембраны — были усовершенствованы в граммофоне, патефоне и электропроигрывателях. Изобретение Эдисона также стимулировало исследования в области акустики, электроники и материаловедения.

Интересные факты

• Первая в мире звукозапись, сделанная Эдисоном в 1877 году, хранится в Национальном музее американской истории (Смитсоновский институт).
• Фонографы Эдисона использовались для записи голосов известных людей, включая президента США Уильяма Мак-Кинли и писателя Льва Толстого (в 1908 году).
• В России фонографы появились в конце 1880-х годов. Первая запись русского фольклора была сделана в 1890-х годах этнографом Евгением Ляцким.
• В 1903 году компания «Edison Records» выпустила первый в мире музыкальный альбом — набор из четырёх цилиндров с записями оперных арий.
• Фонографы продолжали выпускаться до 1929 года, когда компания Эдисона прекратила их производство из-за падения спроса.

Критика и ограничения

Основными недостатками фонографа были:

• Низкая громкость — звук требовалось усиливать с помощью рупора, что делало прослушивание возможным только в тихой обстановке.
• Короткая длительность записи — стандартный цилиндр вмещал около 2–4 минут звука.
• Хрупкость носителей — восковые цилиндры легко повреждались и изнашивались, что снижало качество звука при многократном воспроизведении.
• Сложность копирования — каждый цилиндр нужно было записывать отдельно, что делало массовое тиражирование дорогим и трудоёмким.

Эти ограничения привели к тому, что фонограф был вытеснен граммофоном, который предлагал более громкое и долговечное воспроизведение, а также возможность штамповки дисков.

Источники

• Эдисон, Т. А. «Автобиография». — М.: Наука, 1965.
• Гельфер, Я. М. «История звукозаписи». — М.: Радио и связь, 1982.
• Ковалёв, А. В. «Техника звукозаписи: от фонографа до цифры». — СПб.: Политехника, 2005.
• Патент США № 200521 «Phonograph or Speaking Machine» (1878).
• Национальный музей американской истории (Смитсоновский институт), коллекция фонографов Эдисона.