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技术历史、技术、我们身边的事物
留声机。 发明和生产的历史
留声机是一种从留声机唱片中再现声音的设备。
在 1857 世纪的显着技术成就中，最重要的是录音的发明。 第一台录音设备由 Leon Scott 于 XNUMX 年创造。 他的留声机的工作原理很简单：一根针，它传递一个声音膜片的振动，在覆盖着一层烟灰的旋转圆柱体的表面上画出一条曲线。 该设备中的声波可以接收到可见的图像，但仅此而已 - 很明显，不可能再现记录在烟尘上的声音。 这条道路上的下一个重要步骤是由美国著名的发明家爱迪生迈出的。 1877 年，爱迪生发明了第一台“会说话的机器”——留声机，它不仅可以录音，还可以再现声音。
爱迪生这样描述他的发明：“有一次，当我还在努力改进电话的时候，我不知怎的在电话的振动膜上唱歌，上面焊接了一根钢针。由于唱片的颤抖，针扎了我的手指，这让我想。如果可以记录下针的这些振动，然后再把针从这样的记录上移过去，为什么记录不说话？再把带有记录的磁带放在下面针，然而，我很微弱地听到：“你好，你好”。然后我决定制造一个可以清晰工作的设备，并指导我的助手，告诉我的想法。他们嘲笑我“。 留声机的原理大体上与电话的原理相同。 在扬声器的帮助下，声波被带到一块非常薄的玻璃或云母板上，连接在上面的切割器被记录在一个覆盖着锡箔的快速旋转轴上。 在箔片上获得了痕迹，其形状对应于板的振动，因此也对应于入射在其上的声波。 这条锡条可用于在同一乐器上产生相同的声音。 随着条带的均匀旋转，贴在板上的刀具沿着他之前制作的凹槽穿过。 结果，在声音和声音仪器的影响下，板被凿子驱动到它先前传递给它的相同振动中，并开始发出像电话膜一样的声音。 因此，留声机复制了每一次谈话，唱歌和吹口哨。
1877 年创建的第一台爱迪生设备仍然非常不完善。 它们喘息、鼻化、夸大某些声音，根本不再现其他声音，而且总的来说，它们更像鹦鹉而不是人类讲话的扬声器。 他们的另一个缺点是只有将耳朵靠近隔膜才能区分声音。 这主要是由于滚轮在表面上的移动不够顺畅，无法做到完全光滑。 针从一个凹槽移动到另一个凹槽，经历了自己的振荡，以强烈的噪音形式传播。 爱迪生努力改进留声机。 他在再现不想被录制的声音“s”时遇到了特别多的问题。 他自己后来回忆说：“这七个月来，我几乎每天工作 18-20 个小时，就一个‘香料’这个词。petia, petia, petia。可能会发疯！但我没有灰心，坚持不懈地工作，直到我克服了困难。我的任务是多么艰巨，如果我说在这个词的开头圆柱体上得到的痕迹，不超过百万分之一英寸深，你就会明白！很容易做出惊人的发现，但困难在于改进它们以使其具有实用价值。
经过多次实验，发现了一种或多或少适合滚轮的材料——蜡和一些植物树脂的合金（爱迪生对这个配方保密）。 1878 年，他创立了一家专门生产留声机的公司。 与此同时，所有的报纸都广泛宣传他的发明。 据保证，留声机可用于听写信件、出版有声读物、播放音乐、学习外语、录制电话信息和许多其他用途。 但是，遗憾的是，即使在 1889 年制造了一款没有以前的许多缺点的新留声机时，这些承诺都没有兑现。 其操作原理保持不变。 蜡缸W由箱K中的电动机驱动，运转非常平稳均匀。 调节器 G 通过打开和关闭电阻器来控制气缸的转速 (125 rpm)。 支撑扬声器和唱片的杠杆 A 放在雪橇上。 这个滑车通过一个螺母 M 沿着导轨 F 移动，该螺母 M 靠在主螺杆的轴上，主螺杆具有细螺纹并形成圆柱体 C 的轴线。这个螺纹是机械的典范工作，具有每英寸一个螺钉行程。 两个杠杆 A 和 B 用于将螺母推离主杆。 留声机唱片是用非常薄的玻璃制成的。 其中一个有一把锋利的凿子，用于记录蜡缸上盘子的振动，另一个有一个钝凿子，用于复制。 第三张唱片的强度更高一些，它配备了一把锋利的小凿子，以便重新研磨磨损的蜡筒，从而将它们用于新的录音。 一个带铃铛的小号被用来放大声音。
书写部分是一个嵌入金属环的圆形隔膜，其上方的空间被一个带有铃铛的盖子封闭。 如果你对着这个铃铛说话，那么声波会到达隔膜并使其处于振荡运动中。 从下方，一个薄的书写点连接到隔膜的中间，借助它在鼓的蜡壳上切出一个凹槽，根据隔膜的振动，或多或少地深。 隔膜及其附件支撑在一个杠杆上，该杠杆连接到一个滑动装置上，当滚筒从右向左旋转时，它与滑动装置一起移动。 为了使这种运动根据滚筒的旋转发生，第二个杠杆固定在滑动装置上，该滑动装置的末端靠在螺杆上，部分螺母靠在螺杆上。
因此，当主轴移动时，滑动装置移动，并且由于主轴通过环形绳连接到滚筒轴，滑动装置以及与它一起的销随着它的旋转而移动，并且销切割了一个蜡块上的螺旋线。 只要振膜不振动，销钉就切出一个深度均匀的凹槽，但一旦振膜在声波的影响下开始振动，凹槽的深度就会不断减小和增加。 然后用这个起伏的条带驱动另一个类似的隔膜，一个沿着凹槽滑动的销连接到隔膜上。 然而，新改进的留声机并没有得到广泛的实际应用。 除了高昂的价格外，实际的缺陷也阻碍了它的分销。 滚筒无法包含太多信息，并在几分钟内填满。 或多或少重要的通信需要大量的滚子。 听了几次之后，副本被销毁了。 设备本身的转移远非完美。 此外，不可能从蜡辊上获得副本。 每张唱片都是独一无二的，并且由于滚筒损坏而永远丢失。 所有这些缺点都被 Emil Berliner 成功克服，他在 1887 年为另一种录音设备——留声机申请了专利。 留声机和留声机的原理虽然相同，但留声机有许多显着的差异，这保证了它的广泛分布。 首先，柏林记录仪中的针平行于隔膜平面并画出蜿蜒的线（而不是像爱迪生那样的沟纹）。 此外，Berliner 没有选择笨重且不舒服的滚筒，而是选择了圆盘。
记录如下。 用于录音的抛光锌盘安装在带边缘的大直径盘上。 将蜡在汽油中的溶液倒在上面。 盘槽通过摩擦齿轮从手柄接收旋转，齿轮系统和丝杠将盘的旋转与安装在支架上的记录膜的径向运动连接起来。 这实现了记录设备沿螺旋线的移动。 当汽油蒸发时，光盘上留下了一层非常薄的蜡，光盘已准备好进行记录。 Berliner 以与爱迪生几乎相同的方式制作音槽，使用配备有小喇叭管的录音膜并将其振动传递到铱尖端。
根据柏林方法记录的主要优点是可以很容易地从光盘中获得副本。 为此，首先将记录的光盘浸入铬酸水溶液中。 在圆盘表面被蜡覆盖的地方，酸对其没有影响。 只有在音槽中，因为录音点将蜡一直切割到盘面，锌在酸的作用下才溶解。 在这种情况下，音槽被蚀刻到约0mm的深度。 然后洗涤圆盘并除去蜡。 在这种形式下，它已经可以用于再现声音，但实际上它只是用于制造铜电镀副本的原件。 1838年，俄罗斯电气工程师雅可比发现了电铸原理。 上面已经提到了电解质——通过自身传导电流的液体。 电解质的一个特点是在溶液（或熔体）中，它们的分子分解成正离子和负离子。 由于这一点，电解成为可能——一种在电流影响下进行的化学反应。 对于电解，将金属或碳棒放置在槽中，连接到恒定电流源。 （与电池负极相连的电极称为阴极，与正极相连的电极称为阳极。） 电解质中的电流代表离子向电极移动的过程。 带正电的离子向阴极移动，而带负电的离子向阳极移动。 在电极上，会发生离子的中和反应，这些离子会释放多余的电子或接收丢失的电子，变成原子和分子。 例如，每个铜离子在阴极接收两个缺失的电子，并以金属铜的形式沉积在其上。 在这种情况下，沉积物给出了准确的阴极浮雕图像。 最后一个属性精确地用于电铸。 从复制的对象中获取一个副本（矩阵），表示它们的反向负像。 然后将复制品作为阴极（负极）悬浮在电镀槽中。 制作副本的金属被视为阳极（正极）。 浴液必须含有相同金属的离子。 Berliner 的做法完全相同——他将一块锌盘浸入装有铜盐溶液的浴缸中，并将电池的负极与其连接。 在电解过程中，在圆盘上沉积了一层 3-4 毫米厚的铜，完全重复了圆盘的所有细节，但有一个反向浮雕（即在凹槽的位置获得了结节，但恰好重复他们所有的曲折）。 然后将得到的铜拷贝与锌盘分离。 它作为一种基质，可以用一些塑料材料压制圆盘。 起初，赛璐珞、硬橡胶、各种蜡块等都用于此目的。 历史上第一张留声机唱片是柏林人于 1888 年用赛璐珞制作的。 90 年代初开始销售的留声机唱片由硬橡胶制成。 这两种材料都不适合预期的目的，因为它们的压制效果很差，因此不能准确地再现基体的浮雕。 在进行了许多实验后，柏林人于 1896 年创造了一种特殊的虫胶物质（它包括虫胶——一种有机来源的树脂、重晶石、灰烬和一些其他物质），然后几十年来一直是制作唱片的主要材料。
这些唱片是在一种特殊的设备上播放的——留声机。 这里的拾音装置的主要部分是一个云母板，由一个带有夹子的杠杆连接，可互换的钢针插入其中。 橡胶垫圈放置在夹子和膜体之间。 最初，留声机是用手驱动的，然后开始安装在带有发条的盒子上。 录音机和柏林人的第一批留声机都非常不完美。 嘶嘶声、噼啪声和扭曲是他们不变的伙伴。 尽管如此，这项发明还是取得了巨大的商业成功——仅仅十年时间，留声机就传遍了世界，渗透到了社会的各个领域。 到 1901 年，已经发行了大约 XNUMX 万张唱片。 留声机无法与柏林人的创造竞争，爱迪生不得不减少生产。 作者：Ryzhov K.V.
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