Jak działa gramofon?

Pytanie

Pyta Gosia

Jak działa gramofon? Dlaczego igła, która się ślizga po wgłębieniach w płycie winylowej, wydobywa z niej dźwięk? I jak to możliwe, że w taki prosty sposób – wyżłobienie jednej ścieżki dla igły – można odtworzyć nie tylko proste dźwięki, ale nawet brzmienie różnych instrumentów i barwę głosu?

Odpowiedź

Odpowiada prof. Piotr Sułkowski

Każdy dźwięk, nawet tak skomplikowany jak brzmienie różnych instrumentów, słyszymy dzięki drganiom powietrza — czyli, innymi słowy, rozchodzącym się zmianom ciśnienia. Takie zmiany można przedstawić na wykresie — np. na poniższym wykresie zakodowane jest słowo „Hello” (oś pozioma reprezentuje upływający czas, a oś pionowa ciśnienie powietrza).

cd-hello

Tego typu wykresy można wygenerować np. przy użyciu oscyloskopu, po przekształceniu zmian ciśnienia powietrza na zmiany napięcia. Tego typu wykresy z oscyloskopu, dla różnych rodzajów głosów i instrumentów (bas, tenor, sopran, organy, trąbka, etc.), można obejrzeć na początku takiej strony.

W podobny sposób informacja o zmianach ciśnienia powietrza, odpowiadającym różnego rodzaju dźwiękom, zakodowana jest w wyżłobieniach na płycie winylowej. Przesuwając się wzdłuż takich wyżłobień igła gramofonu drga, a jej drgania są następnie przekształcane na sygnał dźwiękowy. W prototypie gramofonu skonstruowanym przez Edisona (w 1877 r.) drgania igły powodowały bezpośrednio drgania membrany, która drgając wydawała dźwięki. We współczesnym gramofonach drgania igły gramofonowej są wzmacniane i przekształcane elektronicznie, i sygnał taki jest następnie odtwarzany w głośnikach.

Kilka obrazków z mikroskopu, prezentujących 1000-krotne powiększenie igły gramofonowej, obejrzeć można tutaj, a także na poniższym filmie (np. ok 15-tej sekundy). Więcej szczegółów historycznych i technicznych dotyczących gramofonów przedstawionych jest np. tutaj i w takim artykule.