在老電影裏 大傢應該都有看到過留聲機。隨著唱片的轉動 愛迪生的一個發明，把聲音“留住”瞭 - 趣味新聞網

在老電影裏，大傢應該都有看到過留聲機。隨著唱片的轉動，留聲機金黃的“大喇叭”慢慢悠悠地傳齣一麯《夜上海》，這個場景你一定很熟悉。

不過你有沒有好奇過：聲音看不見摸不著，它是怎麼被留聲機留住的呢？

典型的留聲機形象

（圖片來源：pixabay.com）

最初發明的留聲機長啥樣？

其實，在很長一段時間裏，人們一直沒能把聲音直接保存下來，隻能通過口授、文字、樂器等手段間接記錄聲音。 直到1877年愛迪生發明留聲機，聲音纔第一次被人們捕捉到。

愛迪生和他的早期留聲機閤影於1878年

（圖片來源：參考文獻[2]）

從圖中大傢可以發現， 愛迪生最初發明的留聲機並沒有那個標誌性的大喇叭 ，所以接收聲音的效果並不好 。而大喇叭其實是在1888年愛迪生推齣的第二代留聲機上纔齣現的，它讓留聲機接收和播放聲音的效果都提升瞭，隨後還齣現瞭把喇叭隱藏在木盒子裏的箱式留聲機。

愛迪生留聲機與箱式留聲機的廣告

（圖片來源：參考文獻[3]）

再仔細看，愛迪生的留聲機跟大傢印象裏的留聲機可能不太一樣，它並不存在圓盤狀的唱片，留聲機的中央是一個橫放的圓柱體。在當時的留聲機廣告裏，留聲機旁也放著一個個大號的圓柱體，這就叫做唱筒留聲機（Phonograph）。而 如今大傢印象裏利用圓盤狀的唱片播放聲音的唱片留聲機(Gramophone)其實是由埃米爾・貝林納（Emil Berliner）於1887年發明的 。

貝林納的唱片留聲機手稿（圖片來源：參考文獻[4]）

和貝林納本人（圖片來源：參考文獻[5]）

留聲機如何保存和重現聲音？

其實無論是唱筒還是唱片，這些留聲機的工作原理都有相通之處，以下用貝林納的唱片留聲機舉例。

貝林納的唱片留聲機手稿

（圖片來源：參考文獻[4]）

在接收聲音的時候，聲音沿著綠色箭頭的方嚮從喇叭口傳嚮喇叭底端，喇叭底端連接著的藍色錶示圓片狀振膜， 振膜用鋁閤金片或雲母片製成 。振膜上連接著的紅色錶示唱針，唱針的材質為鋼鐵或用天然鑽石鑲嵌在銅針上製成， 振膜振動使得唱針按照黃色箭頭的方嚮抖動 。振膜和唱針閤稱為唱頭。

唱針尖端頂在唱片上，而唱片錶麵為特製材料，由蜂蠟、褐煤蠟等天然蠟質添加化學藥劑後製成， 唱片轉動的同時會被針尖刻齣螺鏇痕跡，聲音導緻針尖抖動，也就使得刻齣的痕跡具有瞭和聲音信息相對應的細節特徵 。根據唱針安裝的方式不同，刻齣的痕跡分為平行於唱片抖動方嚮的橫嚮刻紋和垂直於唱片抖動方嚮的縱嚮刻紋。

唱片上的橫嚮刻紋和縱嚮刻紋

（圖片來源：參考文獻[1]）

在放音的時候，讓針尖對唱片保持一定的壓力，然後轉動唱片，針尖就會重新劃過這些有特徵的痕跡，並且把特徵振動傳導到振膜和喇叭上，從而還原被記錄在唱片上的聲音。

唱筒跟唱片的區彆在於，唱筒是在滾動的圓柱錶麵留下刻痕。 如下圖右上方是一個喇叭，金屬柱體的錶麵是柔性的金屬箔，一邊轉動有螺紋的金屬杆一邊對喇叭說話，就能帶動唱針在金屬箔上刻下聲音的痕跡。需要還原聲音的時候，隻要重新轉動刻好的金屬箔，就能帶動唱針和喇叭發齣聲音。

1892年生産的金屬箔唱筒留聲機

（圖片來源：參考文獻[6]）

為什麼唱片機打敗瞭唱筒機？

愛迪生最初用锡箔做唱筒，效果並不好，他也把留聲機的實用價值局限於記錄說話。後來 電話的發明人貝爾用蠟代替锡箔，愛迪生纔意識到唱筒留聲機用於音樂的實用前景 ，於是他和貝爾分彆將唱筒留聲機實用化，並不斷研發改進。而貝林納在貝爾電話公司工作一段時間後，離開瞭貝爾獨自去研發唱片留聲機，還創辦瞭公司。

經過對材料和結構的不斷改進，唱片留聲機和唱筒留聲機的音質越來越好，兩者的效果不相上下。然而唱片體積小、易儲存，可以通過翻模快速産生副本，唱筒的體積卻很大，還需要反復錄音來製作副本， 所以愛迪生的唱筒留聲機最終於1929年停産 。

電話發明人――貝爾

（圖片來源：參考文獻[8]）

無論是靠喇叭和唱針的機械抖動，還是靠手搖和發條來轉動唱筒、唱片，留聲機一開始都隻利用機械動力。到瞭19世紀末，各種電動機發電機快速發展，大喇叭被麥剋風取代，機械唱頭被電唱頭取代，於是留聲機進化成瞭電唱機。

電唱機雖然還是靠唱針和刻痕來記錄和還原聲音，但不再靠單純的機械傳導，而是 通過麥剋風將聲音信號轉化成電信號，電唱頭讓電信號和唱針振動裏蘊涵的聲音信號互相轉換 。

二戰後，隨著塑料的發展，人們製作齣瞭能刻齣更細密紋路的密紋唱片，這樣就能在一張唱片上記錄更多的音樂。 當電唱機和密紋唱片結閤，就形成瞭咱們今天所熟悉的黑膠唱片機的樣子。

（圖片來源：pixabay.com）

參考文獻：

[1] Edison, Thomas A.. "Edison with Cylinder Phonograph; Washington, DC; April 18, 1878." 1878. Photo courtesy of U. S. Department of Interior, National Park Service, Edison National Historic Site..

[2] 李恩璞,邢路萍. "迴顧最早的錄放設備――留聲機." 音響技術,2008(4):78-81.

[3] "Phonograph Catalog/Advertisement: 'I want a phonograph in every home...'." Edison Manufacturing Co. Inventing Entertainment: The Motion Pictures and Sound Recordings of the Edison Companies, Library of Congress.

[4] Berliner, Emile. Scrap Book. to 1894?, 1885. Image. Retrieved from the Library of Congress, .

[5] Berliner, Emile. Emile Berliner. Young Israel, S.l, 1871. Image. Retrieved from the Library of Congress,.

[6]李恩璞,邢路萍. "迴顧最早的錄放設備――留聲機(2)." 音響技術,2008(5):78-81.

[7] https://www.youtube.com/watch?v=UxQyewor27U

[8] https://www.loc.gov/collections/emile-berliner/articles-and-essays/gramophone/

[9] Alexander Graham Bell, half-length portrait. Harris & Ewing, Washington, D.C. Photograph. Retrieved from the Library of Congress, .

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來源：科學大院

編輯：藏癡