фонограф
проект по физике (10 класс)

Муниципальное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 4

г. Боготола Красноярского края

Итоговый индивидуальный проект

«Фонограф Эдисона»

Работу выполнила

Свиридова Валерия Евгеньевна, учащаяся 10 класса «А»

Научный руководитель –

Власова Татьяна Петровна, учитель физики

Боготол, 2025

Оглавление

Введение

Глава 1. О фонографе Эдисона

1. История создания фонографа.
2. Строение.
3. Принцип работы.
4. Применение.

Глава 2. Этапы и процесс создания фонографа Эдисона.

1. Рисование эскиза.
2. Основные этапы создания фонографа.

Заключение

Список литературы

Введение

Актуальность: Фонограф – это не просто исторический артефакт, а отправная точка в развитии современных технологий звукозаписи. Изучение его работы позволяет понять эволюцию этих технологий и оценить вклад Эдисона в науку. Проект даёт возможность наглядно изучить физические принципы, лежащие в основе работы фонографа.

Цель: Создание модели фонографа Эдисона с помощью подручных средств с родителями.

Задачи:

1. Найти и изучить литературу по данной теме.
2. Проанализировать историю создания фонографа.
3. Исследовать его технические характеристики.
4. Разработать эскиз.
5. Изготовить фонограф.

Объект исследования:Фонограф.

Предмет исследования:Строение фонографа.

Методы исследования:

1. Изучение литературы.
2. Экспериментальное исследование.
3. Обработка полученных данных.

ГЛАВА 1. О фонографе Эдисона

1. История создания фонографа.

Фонограф был изобретен в результате работы Томаса Эдисона над изобретениями: телефоном и телеграфом. В 1877 году Эдисон работал над устройством, которое могло бы записывать сообщения в виде углублений на бумажной ленте. Эти углубления затем могли бы неоднократно пересылаться с помощью телеграфа. Исследование навело Эдисона на мысль, что подобным образом можно записывать и телефонный разговор. Он экспериментировал с мембраной, оснащенной небольшим прессом, удерживаемой над быстродвижущейся бумагой, покрытой парафином. Вибрации, создаваемые голосом, оставляли отметки на бумаге.

Позже, Эдисон заменил бумагу металлическим цилиндром, обернутым в оловянную фольгу. Устройство имело два элемента в виде мембраны, соединенной с иглой – один для записи, а другой для воспроизведения. Когда кто-то говорил в рупор, звуковые вибрации воздействовали на записывающую иглу, и она оставляла бороздки различной глубины на цилиндре. Эдисон отдал набросок схемы устройства своему механику Джону Круези, который построил машину за месяц.

Эдисон, получив устройство, опробовал его. Он рассказал детский стишок «У Мэри был ягненок» в рупор. К его удивлению, устройство воспроизвело то, что он сказал. Хотя и утверждалось, что это событие произошло 12 августа 1877 года, некоторые историки верят, что, возможно, это случилось несколькими месяцами позже, поскольку Эдисон не подавал заявку на патент до 24 декабря 1877. Также, в дневнике Чарльза Бэчелора, одного из помощников Эдисона, содержится запись, говорящая о том, что фонограф начали конструировать 4 декабря, и закончили его через два дня. Патент на фонограф был выдан 19 февраля 1878 года.

2. Устройство.

Фонограф, изобретенный Томасом Эдисоном, представляет собой устройство для механической записи и воспроизведения звука. Его конструкция являлась революционной для своего времени. Основные элементы фонографа и их функции следующие:

Одной из основных частей фонографа является рупор. В устройстве фонографа рупор является как микрофоном (для записи звука), так и динамиком (для воспроизведениязвука).Звуковые волны, попавшие в рупор, отражаются отего стенок, что усиливает и концентрирует звук.

В фонографе ключевым элементом является игла. При записи звук, улавливаемый рупором, приводит к колебаниям мембраны и иглы. В результате этого движения игла вычерчивает на восковом валике, вращающемся по спирали, волнообразную борозду, глубина которой пропорциональна интенсивности звука. Воспроизведение звука осуществляется аналогичным образом, но в обратном порядке: при прохождении иглы по бороздкам её отклонения вызывают колебания мембраны, что порождает звук, излучаемый рупором.

В устройстве фонографа вращательный механизм реализован при помощи валика. В первом образце фонографа металлический валик приводился в движение вручную с помощью рукоятки. При каждом обороте, благодаря винтовой резьбе на ведущем валу, валик перемещался вдоль своей оси. Для записи и воспроизведения звука Томас Эдисон использовал валики, покрытые оловянной фольгой. Такие валики имели вид полых цилиндров диаметром приблизительно 5 сантиметров и длиной 12 сантиметров. В 1885 году американский изобретатель Чарльз Тейнтер разработал графофон – модификацию фонографа с ножным приводом, в котором оловянные листы на валиках были заменены восковой массой. После приобретения Эдисоном патента Тейнтера, съемные восковые валики стали применяться вместо валиков с фольгой. Размер шага звуковой бороздки составлял около 3 миллиметров, что ограничивало время записи на один валик.

3. Принцип работы.

Принцип работы фонографа заключается в преобразовании звуковых волн в механические вибрации, которые затем записываются и могут быть воспроизведены снова. Несмотря на свой простой внешний вид, каждый элемент в устройстве играет важную роль в процессе записи и воспроизведения.

Принцип записи звука:

1. Металлический валик вращается с помощью рукоятки, перемещаясь в осевом направлении за счет резьбы.
2. Человек говорит в металлический рупор.
3. Мембрана-приемщик создает колебания и приводит в движение иглу, которая выдавливает на фольге спиральную канавку разной глубины.

Принцип воспроизведения звука:

1. Металлический валик вращается с помощью рукоятки.
2. Игла идет по канавке, считывая ее рисунок.
3. Мембрана колеблется и воспроизводит звук.

4. Применение

В интервью для North American в июне 1878 года Эдисон рассказал о возможных областях применения фонографа:

1. Диктовка и запись писем, не прибегая к помощи стенографистов.
2. Говорящие книги, которые будут читаться для слепых людей.
3. Обучение ораторскому искусству.
4. Воспроизведение музыки.
5. «Семейные записи» – записи афоризмов и воспоминаний членов семьи их собственными голосами, последние слова умирающих и многое другое.
6. Музыкальные шкатулки и игрушки.
7. Часы, которые будут оповещать о времени обеда, конце рабочего дня и о многом другом.
8. Сохранение языков, путем точного воспроизведения манеры речи.
9. Образовательные цели; например, запись материала, данного учителем, так, что ученик всегда сможет обратиться к ним. Запись уроков орфографии или любых других для удобства запоминания.
10. Вспомогательное устройство, соединенное с телефоном, для передачи короткой многократной информации, чтобы избежать монотонных кратковременных звонков.

ГЛАВА 2. Этапы и процесс создания фонографа Эдисона.

1. Создание эскиза.

Для изготовления собственной модели прибора я изучила принцип работы фонографа Эдисона. Моя модель похожа на первую модель фонографа Эдисона. Для начала я продумала из каких частей будет состоять мой прибор и какие детали для этого потребуются.

2. Создание фонографа.

Сборку фонографа я начала с создания деревянного основания. Для того чтобы сделать основу, требовалось выпилить из дерева составные части. В боковых частях просверливаем отверстия. Подготовив получившиеся детали, я скрепила их шурупами.

Далее я делаю валик из пластиковой бутылки. Просверливаю два отверстия в крышке и дне бутылки и вставляю в них металлическую шпильку с резьбой. Фиксирую бутылку гайками. К концу шпильки креплю ручку.

Рисунок 4. Валик на металлической шпильке.

Для того чтобы сделать рупор я отрезаю верх бутылки. В качестве мембраны используется её дно. Фиксируем иголку на дне бутылки. Крепим рупор к основной конструкции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы над итоговым проектом, посвящённым фонографу Эдисона, была достигнута поставленная цель - создание действующей модели фонографа. Исследование принципов работы этого изобретения, изучение исторических материалов и воспроизведение оригинальной конструкции позволили глубоко понять гениальность инженерной мысли Эдисона.

Проект наглядно демонстрирует, как механические колебания звука преобразуются в углубления на вращающемся цилиндре, а затем воспроизводятся при проигрывании. Осознание, что относительно простые механизмы могут записывать и воспроизводить звук, вдохновляет на дальнейшие исследования в области физики и техники.

Несмотря на некоторые трудности, связанные с подбором материалов и точной настройкой, полученный результат подтверждает возможность создания функционирующей модели фонографа в домашних условиях. Этот опыт не только расширил знания в области акустики и механики, но и продемонстрировал важность экспериментального подхода в изучении физических явлений. Итоговый проект показал, что даже сейчас, в эпоху цифровых технологий, можно найти вдохновение и полезные знания в истории великих изобретений.

Список используемой литературы

1. Г. Я. Мякишев: Физика 10 класс / под редакцией Н.А. Парефентьевой. – 23-е изд. – М: Просвещение, 2014. – 399 с.

2. Г. Я. Мякишев: Физика 11 класс / под редакцией Н.А. Парефентьевой. – 23-е изд. – М: Просвещение, 2014. – 399 с.

3. Академик Эдисон, Томас Алва [Электронный ресурс] / Академик – Режим доступа:

4. Все о США Биография Томаса Эдисона (кратко). Что изобрел Томас Эдисон? [Электронный ресурс] / Все о США – Режим доступа:

5. Хабр История цилиндрического фонографа Эдисона [Электронный ресурс] / Хабр – Режим доступа: ?

6. Яндекс.Дзен Цилиндр против диска: как появились фонографы и граммофоны [Электронный ресурс] / Яндекс.Дзен – Режим доступа:

7. Фонограф [Электронный ресурс] / – Режим доступа:

8. Механическая звукозапись [Электронный носитель] / – Режим доступа: ?

9. N+1 Голоса из девятнадцатого века [Электронный ресурс] / N+1 – Режим доступа:

10. Грампластинки - прошлое звукозаписи [Электронный носитель] / – Режим доступа: