Лекция №5. Звукозапись Лекция №5 Звук. Технологии звукозаписи

 

План лекции:

 

1. История развития звукозаписи

2. Виды звукозаписи.

3. Передача звука с помощью радиоволн.

4. Звуковые технические средства обучения.

 

Звук. Виды звуков

Звук - упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях и твердых телах и воспринимаемые ухом человека и животных. Человек слышит звук с частотами от 16 Гц до 20 кГц. Звук с частотами до 16 Гц называют инфразвуком 2·10⁴-10⁹ Гц — ультразвуком, а 109-1013 Гц — гиперзвуком. Наука о звуках называется акустикой.

Ультразвук - не слышимые человеческим ухом упругие волны, частоты которых превышают 20 кГц. Ультразвук содержится в шуме ветра и моря, издается и воспринимается рядом животных (летучие мыши, рыбы, насекомые и др.), присутствует в шуме машин. Применяется в практике физических, физико-химических и биологических исследований, а также в технике для целей дефектоскопии, навигации, подводной связи, для ускорения некоторых химико-технологических процессов, получения эмульсий, сушки, очистки, сварки и других процессов и в медицине — для диагностики и лечения.

Инфразвук (от лат. infra — ниже, под) - не слышимые человеческим ухом упругие волны низкой частоты (менее 16 Гц). При больших амплитудах инфразвук ощущается как боль в ухе. Возникает при землетрясениях, подводных и подземных взрывах, во время бурь и ураганов, от волн цунами и пр. Поскольку инфразвук слабо поглощается, он распространяется на большие расстояния и может служить предвестником бурь, ураганов, цунами.

ГИПЕРЗВУК, упругие волны с частотами  f порядка 109 — 1013 Гц. По физической природе гиперзвук не отличается от ультразвука ( f = 2·10⁴ — 10⁹ Гц). Тепловые колебания атомов вещества — естественный гиперзвук, искусственно гиперзвук генерируют с помощью специальных излучателей. В воздухе при нормальных условиях гиперзвук не распространяется вследствие сильного поглощения.

1. История развития звукозаписи

Попытки создания аппаратов, воспроизводящих звуки, предпринимались на протяжении многих столетий. Еще в Древней Греции в 4-2 веках до н.э. были в моде театры самодвижущихся фигурок – андроидов. Движения некоторых из них сопровождались механически извлекаемыми звуками, складывающимися в мелодии.

В дальнейшем театр андроидов потерял свою привлекательность, а вот стремление воспроизвести в нужный момент ту или иную мелодию привело к созданию разнообразных механических музыкальных инструментов: шарманок, музыкальных шкатулок, ящиков, табакерок. Этому в немалой степени способствовало развитие часового дела в эпоху Возрождения, что было связано с открытием свойств маятника.

Шарманка

Шарманка (от начальной строки немецкой песенки «Scharmante Katharine...» — «Прелестная Катарина...») - механический музыкальный инструмент в виде небольшого переносного органа без клавиатуры. Появилась в Европе как инструмент у бродячих музыкантов в кон. 17 в., в России была распространена с нач. 19 в.

Ее звуки создаются при помощи стальных тонких пластинок различной длины и толщины, размещенных в акустическом ящике в последовательности гармонического звукоряда. Для извлечения из них звука служит специальный барабан с выступающими штифтами, расположение которых по поверхности барабана соответствует задуманной мелодии. При равномерном вращении барабана штифты задевают пластинки в заданной последовательности. Заранее переставляя штифты на другие места, можно менять мелодии.

Музыкальные шкатулки

Здесь для предварительной записи мелодии используется металлический диск, на который нанесена глубокая спиральная канавка. В определенных местах канавки делаются точечные углубления - ямки, расположение которых соответствует мелодии. При вращении диска, приводимого в движение часовым пружинным механизмом, специальная металлическая игла скользит по канавке и «считывает» последовательность нанесенных точек. Игла скреплена с мембраной, которая при каждом попадании иглы в канавку издает звук.

Музыкальные механические инструменты всего лишь автоматы, воспроизводящие искусственно созданные звуки. Задача же сохранения на длительное время звуков живой жизни была решена лишь в конце 19 века. Поскольку в это время в центре внимания находились проволочный телеграф и фотография Даггера, свои первые шаги запись и воспроизведение звука сделали от этих двух изобретений.

 

Фонограф

30 апреля 1877 г. любитель-естествоиспытатель Шарль Кро послал во Французскую Академию наук документы на изобретение под названием «фонограф». Он рассчитывал после признания своих идей получить средства на продолжение исследовательских работ. Суть изобретения заключалась в том, что на покрытую сажей поверхность вращающегося стеклянного диска игла, прикрепленная к мембране, может записывать звуковые колебания. С этого диска оптическим путем на светочувствительной хромовой пластинке можно получить несколько копий. Вращая металлическую пластинку и прослеживая изображение звука иглой, соединенной с мембраной, можно вновь получить звук.

Заявка Кро пролежала нераскрытой до конца года, а в середине декабря газеты принесли известие, что американский изобретатель Эдисон продемонстрировал аппарат, пригодный для записи и воспроизведения звука. Только тогда заявка Кро наконец была рассмотрена, идеи были признаны правильными, но в средствах ему отказали.