Phonograph · The Last Codex

Ein Phonograph zeichnet Schall als Rille auf und gibt ihn aus derselben Rille wieder. Spricht man in ein Mundstück, schwingt eine dünne Membran, und eine an ihr befestigte Spitze drückt eine Spur von Vertiefungen in Stanniol auf einer sich drehenden Walze; fährt die Spitze diese Spur wieder ab, bewegt sich die Membran wie zuvor, und der Schall kehrt zurück. Charles Cros beschrieb die Idee im April 1877 in einem versiegelten Schreiben, und Thomas Edisons Werkstatt baute Ende desselben Jahres ihre Walzenmaschine, die erste, die außerhalb des Labors vorgeführt wurde.

Was es ist

Der Phonograph war die erste Maschine, die einen Klang festhalten und wiedergeben konnte. In Edisons erster Form war er eine Metallwalze mit einer feinen, spiralig eingeschnittenen Rille, mit Stanniol überzogen und mit einer Kurbel gedreht. Davor stand ein Mundstück, verschlossen durch eine dünne Membran, und eine kleine Spitze in der Mitte der Membran lag auf der Folie, genau über der Rille.

Edisons Patent von 1878 nennt das Ziel deutlich: die menschliche Stimme und andere Klänge in dauerhaften Zeichen festzuhalten, aus denen sie später wieder hörbar gemacht werden können. Dasselbe Prinzip, eine vom Schall bewegte Spitze, die eine Spur hinterlässt, und eine von der Spur bewegte Spitze, die Schall erzeugt, wurde später auf Wachswalzen und flache Scheiben übertragen.

Wie es funktioniert

Ein stark vergrößerter Ausschnittblock aus einem Teil der Walze: drei Windungen der spiraligen Rille, das darübergelegte Stanniol und in der mittleren Rille unter der Spitze eine Folge unterschiedlich tiefer Vertiefungen, darüber die Spitze unter einer scheibenförmigen Membran Die Spitze drückt die Folie in die Rille: Laute Klänge ergeben tiefe Vertiefungen, leise flache.

Schall ist eine rasche Folge kleiner Druckschwankungen in der Luft. Spricht man in das Mundstück, wölbt sich die Membran im Takt dieser Schwankungen vor und zurück, und die Spitze in ihrer Mitte bewegt sich mit ihr auf und ab. Unter der Spitze liegt die Folie über einer leeren Rille und kann deshalb hineingedrückt werden. Während sich die Walze dreht, prägt die Spitze eine Reihe von Vertiefungen in die Folie, deren Tiefe der Bewegung der Membran folgt.

Die Rille muss auf der ganzen Länge der Walze unter der Spitze hindurchlaufen. In Edisons Patent sitzt die Walze auf einer Welle mit einem Gewinde von derselben Steigung wie die Rille, zehn Gänge pro Zoll, die in einem Mutterlager läuft. Jede Kurbelumdrehung verschiebt die Walze also seitlich um genau eine Rillenwindung, und die Spitze zieht eine einzige lange Spirale.

Zum Abspielen dreht man die Walze an den Anfang zurück und erneut, wobei die Spitze in der Spur liegt. Jede Vertiefung hebt und senkt die Spitze, die Spitze bewegt die Membran, und die Membran schiebt die Luft: Der Schall kehrt zurück, schwächer als die Stimme, die ihn erzeugt hat. Aufnahmen auf Stanniol waren empfindlich. 1886 ließen sich Chichester Bell und Sumner Tainter eine andere Art patentieren, die Spur herzustellen: einen Stichel, der Material schneidet und entfernt, statt eine Vertiefung zu drücken.

So geht’s

Ein gerollter Papiertrichter, von einer Hand schräg über einer schwarzen Schallplatte auf einem Plattenspieler gehalten, mit einer Nähnadel, die nahe der Spitze durch die Wand des Trichters gestochen ist und mit ihrer Spitze in einer Rille liegt Eine Nadel und ein Papiertrichter genügen, um eine Platte ohne Verstärker zu hören.

Ein echter Stanniol-Phonograph braucht eine Drehbank, um Gewindewelle und Rillenwalze zu fertigen, doch das Prinzip des Abspielens lässt sich mit einem Papiertrichter hören. Nehmen Sie eine alte Vinylplatte, die beschädigt werden darf, nie eine wertvolle. Rollen Sie einen Bogen dünnen Karton zu einem Trichter, etwa so lang wie ein Unterarm, und kleben Sie ihn fest. Stechen Sie eine Nähnadel nahe dem schmalen Ende durch die Wand des Trichters, sodass ihre Spitze außen schräg nach hinten herausragt, und befestigen Sie sie mit Klebeband.

Legen Sie die Platte auf einen Plattenspieler, der mit der üblichen Geschwindigkeit läuft, und schwenken Sie den Tonarm weg. Ohne Plattenspieler stecken Sie einen Bleistift durch das Mittelloch in einen Klumpen Knetmasse auf einem Tisch und drehen die Platte gleichmäßig mit der Hand. Halten Sie den Trichter am weiten Ende und lassen Sie die Nadelspitze leicht in der Rille liegen, gegen die Drehrichtung nachgezogen. Aus dem Trichter kommt Musik, leise, aber erkennbar, ohne Verstärker: Die Rille bewegt die Nadel, die Nadel bringt den Trichter zum Schwingen, und der Trichter bewegt die Luft, wie es die Membran des Phonographen tat.

Sicherheit: Die Nadel ist spitz; stechen Sie sie von den Fingern weg durch den Trichter und decken Sie das Öhr mit Klebeband ab. Die Nadel zerkratzt die Platte, verwenden Sie also nur eine entbehrliche. Halten Sie Finger und Haare von einem laufenden Plattenspieler fern und lassen Sie kleine Kinder nicht allein mit Nadeln.

Geschichte und Entwicklung

Der Phonautograph auf einer Holzbank: ein großer fassförmiger Trichter aus genietetem Metall, an einem Ende offen, am anderen durch eine Membran mit feinem Schreibstift geschlossen, der eine mit geschwärztem Papier bezogene, von einer Kurbel gedrehte Walze berührt, mit einer weißen Wellenlinie auf dem Schwarz Scotts Phonautograph schrieb Schall als Wellenlinie, konnte ihn aber nicht wiedergeben.

Schall wurde aufgeschrieben, bevor man ihn abspielen konnte. Édouard-Léon Scott de Martinville ließ 1857 seinen Phonautographen patentieren: Eine Membran am Ende eines Trichters bewegte einen Stift, der die Schwingungen in rußgeschwärztes Papier ritzte, das um eine sich drehende Walze gewickelt war. Er wollte die Spuren untersuchen, nicht hören. 2008 tastete ein Team um David Giovannoni zusammen mit dem Lawrence Berkeley National Laboratory eine von ihnen ab, aufgenommen am 9. April 1860, und machte sie hörbar: eine Stimme, die Au clair de la lune singt.

Im April 1877 hinterlegte der französische Dichter und Erfinder Charles Cros bei der Akademie der Wissenschaften in Paris ein versiegeltes Schreiben, das beschrieb, wie eine Spur wie die Scotts eine zweite Membran antreiben und den Schall wiedergeben könnte. Er baute die Maschine nie. In den Vereinigten Staaten kam Thomas Edison im Juli 1877 bei der Arbeit am Telefon auf die Idee, und sein Team versuchte es zuerst mit einem Streifen Paraffinpapier. Ende November skizzierte Edison eine Walzenmaschine; sein Mechaniker John Kruesi baute sie vom 4. bis 6. Dezember, und sie wiederholte die hineingesprochenen Worte. Edison führte sie am 7. Dezember 1877 der Zeitschrift Scientific American vor und meldete am 24. Dezember sein Patent an; es wurde am 19. Februar 1878 erteilt.

Später kehrte Edison mit verbesserten Wachswalzen zu seiner Maschine zurück. Ein Stanniolblatt, das am 22. Juni 1878 bei einer Vorführung in St. Louis bespielt und später gefaltet in einem Umschlag aufbewahrt wurde, machte das Lawrence Berkeley National Laboratory 2012 durch optische Abtastung wieder hörbar. 1887 ließ sich Emile Berliner das Grammophon patentieren, das auf einer flachen Scheibe eine seitlich hin und her laufende Rille schnitt. In seinem Patent argumentierte er, dass eine in Stanniol drückende Spitze den Klang verzerrt, weil die Folie umso stärker widersteht, je tiefer man sie eindrückt.