Как кино служит человеку

Федоров А. С.

Мембрана с иглой прижималась к цилиндру. Когда цилиндр вращался, игла чертила на его мягкой поверхности — оловянной фольге — непрерывную винтовую линию. И вот, если перед фонографом производились звуки, слюдяная мембрана колебалась, и игла вдавливалась в фольгу уже не равномерно, а слабее и сильнее, образуя линию-канавку с рядом углублений и впадин. Так впервые была осуществлена механическая запись звука.

Рис. 18. Фонограф — первый прибор для записи и воспроизведения звука.

Записанный таким образом

звук легко было воспроизвести. Для этого мембрана с иглой отодвигалась от цилиндра, и вращением ручки в обратную сторону цилиндр возвращался в первоначальное положение. Затем игла вновь вставлялась в проделанную ею бороздку, и цилиндр снова приводился во вращательное движение. Сапфировая игла, прыгая из одного углубления в другое, заставляла мембрану колебаться — из рупора слышались все звуки, записанные на фольге!

В дальнейшем фонограф был усовершенствован. Цилиндр, покрытый оловянной фольгой, был заменён диском с нанесённым на нём тонким слоем воска. Это улучшило качество записи и воспроизведения звука. Затем и восковые диски были заменены более удобными и долговечными пластинками из алюминия, целлулоида и эбонита. Изменился и внешний вид фонографа. Наш современник — патефон — есть не что иное, как усовершенствованный фонограф.

Вскоре после того как появился фонограф, были сделаны и попытки использования его для озвучания двигающихся изображений.

Был изобретён аппарат, состоящий из двух барабанов. На один из барабанов снимались фотографии, а на другой записывался звук.

Однако этот аппарат, названный кинетоскопом, был аппаратом только для индивидуального пользования. Он представлял собою небольшой ящик с сильным увеличительным стеклом. Зритель прикладывал свой глаз к увеличительному стеклу и опускал монету в специальное отверстие ящика. Механизм приходил в движение; барабаны вращались. Изображённые на одном из них фигурки двигались; одновременно раздавались звуки, записанные на другом барабане. Длительность «сеанса» в кинетоскопе не превышала 30 секунд.

В дальнейшем, когда уже появилось немое кино, изобретатели делали попытки использовать усовершенствованный звуковоспроизводящий аппарат — граммофон для озвучания кинофильмов. При этом изображение снималось на плёнку, а звук записывался на восковой или металлический диск. Но оказалось, что очень трудно одновременно воспроизводить на экране изображение и звук. Очень часто звук отставал от изображения или наоборот — опережал его. Нередко зрители первых звуковых кинофильмов громко смеялись или возмущались полному несоответствию между словами и действиями героев. Да и сама звукозапись оказывалась делом сложным. Актёры должны были находиться в непосредственной близости от рупора звукозаписывающего аппарата. Достаточно было кому-нибудь из них отвернуться в сторону, как звук голоса почти совсем не записывался на пластинку.

Всё это заставило искать новые, более совершенные способы озвучания кинематографа. И эти способы были найдены. Их подсказала новая, быстро развивающаяся отрасль науки и техники — электричество.

2. КАК ЗВУК ПЕРЕДАЁТСЯ ПО ПРОВОДАМ

Знаете ли вы, как устроен и работает обычный телефон?

Представьте себе два небольших магнита, удалённых друг от друга на значительное расстояние. На каждый из магнитов надета катушка с несколькими слоями тонкой изолированной проволоки. Обе катушки соединены между собой проводами. Вблизи магнитов закрепляются тонкие и упругие стальные пластинки — мембраны (рис. 19).

Если перед одной из мембран произвести звук, то звуковые колебания воздуха вызовут колебательные движения стальной мембраны. Она будет то приближаться к магниту, то удаляться от него. В результате этого в катушке, надетой на магнит, возникает переменное электрическое напряжение. По проводам, связывающим обе катушки, потечёт электрический ток, величина которого будет непрерывно меняться в зависимости от колебания стальной пластинки.

Проходя по катушке второго магнита, электрический ток будет в большей или меньшей степени подмагничивать его. При этом вторая мембрана будет сильнее или слабее притягиваться к магниту. Она будет в точности повторять колебания первой мембраны. Приложив к ней ухо, мы ясно услышим звуки, которые производятся у первой мембраны.

Рис. 19. Схема, поясняющая устройство телефона.

Рис. 20. Так устроен угольный микрофон — важнейшая деталь современного телефонного аппарата.

На этом явлении и основана работа телефона — аппарата, предназначенного для передачи звуков по проводам на большие расстояния.

Правда, современный телефонный аппарат имеет более сложное устройство. В нём описанное явление используется лишь для того, чтобы превращать колебания электрического тока в звуковые колебания. А для превращения звуковых колебаний в электрические в телефонном аппарате имеется специальный прибор — микрофон.

Существуют различные типы микрофонов. Вот как устроен один из них, так называемый угольный микрофон (рис. 20). Главной его деталью является тонкая круглая пластинка, сделанная из угля, — мембрана. Мембрана закреплена в специальной коробочке, изготовленной из пластмассы или металла. Внутри коробочки, почти касаясь мембраны, установлена угольная колодка, на которой сделано несколько углублений — вырезов. В эти вырезы насыпают мелкозернистый уголь.

Микрофон включается в электрическую цепь так, что мембрана соединяется с одним концом этой цепи, а угольная колодка с другим. Таким образом, угольный порошок является составным звеном электрической цепи. В эту же цепь включается источник постоянного электрического тока — батарея, а также телефонная трубка, воспроизводящая звуки.

Когда перед микрофоном раздаются какие-либо звуки, угольная мембрана колеблется и то сильнее, то слабее сжимает угольный порошок. В результате этого сопротивление прохождению электрического тока через микрофон то уменьшается, то возрастает. При этом в цепи соответственно изменяется сила тока.

Меняющийся по силе ток поступает в телефонную трубку. Магнит колеблет упругую стальную мембрану, и в трубке вновь рождаются произнесённые перед микрофоном звуки.

Таким образом, современный телефонный аппарат сочетает в себе микрофон, превращающий звуковые колебания в электрические, и электромагнитную телефонную трубку, в которой совершается обратный процесс — превращение колебаний электрического тока в звуковые.

Успешный опыт использования электрического тока для передачи звука на большие расстояния заставил исследователей поработать и над тем, чтобы применить электричество для записи звуковых колебаний.

3. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ПОМОГАЕТ ЗАПИСЫВАТЬ ЗВУКИ

Если поместить железный стержень в катушку с намотанной на ней изолированной проволокой и пропустить через проволоку электрический ток, то железный стержень приобретает свойство притягивать стальные и железные изделия. Он становится, как говорят, электромагнитом. Его свойства ничем не отличаются от свойств естественного магнита. Он может намагничивать стальные изделия. Будучи подвешен на нитке, электромагнит, как и магнитная стрелка, приобретает строго определённое положение: одним концом он показывает на север, а другим на юг. Однако достаточно прекратить подачу электрического тока в обмотку электромагнита, и железный сердечник быстро потеряет свои магнитные свойства.