Как кино служит человеку

Долгое время после своего возникновения кинематограф имел большой недостаток. На экране показывались только движущиеся изображения, без звука. Поэтому кинематограф образно называли «Великим немым». Понадобились ещё годы упорного труда, чтобы «Великий немой» заговорил. О том, как это случилось, рассказано в следующей главе.

II. ГОВОРЯЩИЙ ЭКРАН

1. ФОНОГРАФ И ЕГО «РОДСТВЕННИКИ»

Семьдесят лет назад был изобретён первый аппарат, записывающий и воспроизводящий звук — фонограф. Фонограф имел простое устройство. На длинной металлической оси был закреплён гладкий цилиндр с натянутой на его поверхности оловянной бумагой — фольгой (рис. 18). Один конец оси имел винтовую нарезку. Когда цилиндр с помощью рукоятки вращался, ось ввинчивалась в гайку, закреплённую в стойке аппарата. В результате этого цилиндр, помимо вращательного движения, получал также и поступательное — вправо или влево. Перед цилиндром был укреплён небольшой металлический рупор, узкий конец которого был закрыт тонкой пластинкой из слюды — мембраной. В середине этой пластинки была вделана специально заточенная игла из весьма твёрдого материала — сапфира.

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.