Fonografo

Un fonografo registra il suono come un solco e lo riproduce a partire da quello stesso solco. Parlando in un bocchino si fa vibrare una sottile membrana, e una punta fissata a essa imprime una fila di incavi in un foglio di stagnola posto su un cilindro che gira; quando la punta ripercorre quella traccia, la membrana si muove come prima e il suono ritorna. Charles Cros descrisse l’idea in un plico sigillato nell’aprile 1877, e l’officina di Thomas Edison costruì alla fine dello stesso anno la sua macchina a cilindro, la prima mostrata fuori dal laboratorio.

Che cos’è

Il fonografo fu la prima macchina capace di conservare un suono e di restituirlo. Nella sua prima forma, quella di Edison, era un cilindro di metallo con una sottile scanalatura a spirale incisa sulla superficie, ricoperto da un foglio di stagnola e fatto girare con una manovella. Davanti c’era un bocchino chiuso da una membrana sottile, e una piccola punta fissata al centro della membrana poggiava sul foglio, proprio sopra la scanalatura.

Il brevetto di Edison del 1878 ne indica chiaramente lo scopo: registrare la voce umana e altri suoni in segni permanenti, dai quali i suoni possano tornare udibili in un secondo momento. Lo stesso principio, una punta mossa dal suono che lascia una traccia e una punta mossa dalla traccia che produce suono, fu poi applicato a cilindri di cera e a dischi piatti.

Come funziona

La punta spinge il foglio nella scanalatura: i suoni forti fanno incavi profondi, quelli deboli incavi leggeri.

Il suono è una rapida successione di piccole variazioni di pressione dell’aria. Parlando nel bocchino, la membrana si incurva avanti e indietro al ritmo di queste variazioni, e la punta al suo centro sale e scende con lei. Sotto la punta il foglio è teso sopra una scanalatura vuota, quindi può esservi spinto dentro. Mentre il cilindro gira, la punta imprime nel foglio una fila di incavi la cui profondità segue il movimento della membrana.

La scanalatura deve passare sotto la punta per tutta la lunghezza del cilindro. Nel brevetto di Edison il cilindro è montato su un albero filettato con lo stesso passo della scanalatura, dieci giri per pollice, che gira in un supporto filettato. Ogni giro di manovella sposta quindi il cilindro di lato esattamente di un giro di scanalatura, e la punta traccia un’unica lunga spirale.

Per riascoltare il suono si riporta il cilindro all’inizio e lo si gira di nuovo con la punta appoggiata nella traccia. Ogni incavo solleva e lascia ricadere la punta, la punta muove la membrana e la membrana spinge l’aria: il suono ritorna, più debole della voce che lo ha prodotto. Le registrazioni su stagnola erano fragili. Nel 1886 Chichester Bell e Sumner Tainter brevettarono un altro modo di fare la traccia: uno stilo che taglia e asporta materiale invece di imprimere un incavo.

Come si fa

Un ago e un cono di carta bastano per ascoltare un disco senza amplificatore.

Un vero fonografo a stagnola richiede un tornio per fare l’albero filettato e il cilindro scanalato, ma il principio della riproduzione si può sentire con un cono di carta. Usate un vecchio disco in vinile che potete rovinare, mai uno di valore. Arrotolate un foglio di cartoncino sottile in un cono lungo all’incirca quanto un avambraccio e fissatelo con il nastro adesivo. Infilate un ago da cucito attraverso la parete del cono vicino all’estremità stretta, in modo che la punta sporga all’esterno inclinata all’indietro, e fissatelo con il nastro.

Mettete il disco su un giradischi che gira alla sua velocità abituale, con il braccio sollevato e spostato. Se non c’è un giradischi, infilate una matita nel foro centrale piantandola in una palla di plastilina su un tavolo e fate girare il disco a mano con regolarità. Tenete il cono dalla parte larga e lasciate che la punta dell’ago poggi leggera nel solco, trascinata in senso contrario alla rotazione. Dal cono esce musica, debole ma riconoscibile, senza amplificatore: il solco muove l’ago, l’ago fa vibrare il cono e il cono muove l’aria, come faceva la membrana del fonografo.

Sicurezza: l’ago è appuntito; infilatelo nel cono lontano dalle dita e coprite la cruna con il nastro. L’ago graffia il disco, quindi usate solo un disco di cui potete fare a meno. Tenete dita e capelli lontani da un giradischi in movimento e non lasciate i bambini piccoli da soli con gli aghi.

Storia ed evoluzione

Il fonautografo di Scott scriveva il suono come una linea ondulata, ma non poteva riprodurlo.

Il suono fu scritto prima di poter essere riprodotto. Édouard-Léon Scott de Martinville brevettò il suo fonautografo nel 1857: una membrana in fondo a una tromba muoveva uno stilo che graffiava le vibrazioni su carta annerita dal fumo, avvolta su un cilindro rotante. Destinava quelle tracce allo studio, non all’ascolto. Nel 2008 un gruppo guidato da David Giovannoni, con il Lawrence Berkeley National Laboratory, ne digitalizzò una, realizzata il 9 aprile 1860, e la trasformò in suono: una voce che canta Au clair de la lune.

Nell’aprile 1877 il poeta e inventore francese Charles Cros depositò all’Accademia delle scienze di Parigi un plico sigillato che descriveva come una traccia simile a quelle di Scott potesse muovere una seconda membrana e riprodurre il suono. Non costruì mai la macchina. Negli Stati Uniti Thomas Edison ebbe l’idea nel luglio 1877 lavorando al telefono, e il suo gruppo provò prima con una striscia di carta paraffinata. A fine novembre Edison schizzò una macchina a cilindro; il suo meccanico John Kruesi la costruì dal 4 al 6 dicembre, ed essa ripeté le parole che vi erano state pronunciate. Edison la mostrò alla rivista Scientific American il 7 dicembre 1877 e depositò il brevetto il 24 dicembre; gli fu concesso il 19 febbraio 1878.

Più tardi Edison tornò alla sua macchina con cilindri di cera migliorati. Un foglio di stagnola registrato durante una dimostrazione a Saint Louis il 22 giugno 1878, poi conservato piegato in una busta, è stato reso di nuovo udibile nel 2012 con una scansione ottica del Lawrence Berkeley National Laboratory. Nel 1887 Emile Berliner brevettò il grammofono, che incideva su un disco piatto un solco ondeggiante da un lato all’altro. Nel suo brevetto sosteneva che una punta che affonda nella stagnola deforma il suono, perché il foglio oppone una resistenza che cresce sempre più quanto più lo si spinge in profondità.