书城科普人类发明之谜
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第32章 唱歌引出的发明——磁带录音机

对着小小的一台机器轻声诉说,然后你的声音就会被录下来,你一定见过这种机器,它叫录音机,是一种录音的机器。

1877年爱迪生发明了留声机,实现了录音和录音的再现。但那时的录音机主要用机械原理实现声音的再现。它录制的声音的音量低,以至录音时要对着喇叭大声的喊话,当时的录音是一个非常辛苦的过程。

为了改进这种录音方式,丹麦科学家包尔森利用电话传声的原理,开始尝试用磁性储存声音。包尔森用钢丝做实验,在磁力的作用下钢丝会变成磁铁,磁力消失后,在磁场中的钢丝仍然会保有磁性,这种保留下来的磁性,叫做剩磁。包尔森把一条长钢丝缠绕到一个卷轴上,钢丝通过一个电磁铁与另一个卷轴相连,录音话筒与电磁铁的线圈相连。这样,通电的电磁铁就把电话筒里的电磁信号变成变化的磁场,在磁场中的钢丝受到磁化,产生随声音大小而强弱不同的剩磁。声音就被记录在钢丝上。由于这种磁性录音要用质量很高的钢丝和钢带,并且非常笨重不便,影响了这种录音方式的普及。

在录音机广泛普及的过程中起关键作用的是美国的无线电爱好者马文·卡姆拉斯。他在研究录音信号受损的问题时产生了这样一个念头:钢丝表层的磁性总是一样的,如果能在钢丝的表层匀称地录下声音,不就可以得到均匀的声音信号了吗?当时的录音机原理是用一根金属指针作记录针去接触钢丝表面。这样,只有在两者接触处的钢丝才被磁化,因此产生了录音不均衡的现像。卡姆拉斯想用一个磁头去改良它,即用一个完整的磁性圈作为磁头,把钢丝穿过磁性圈并使两者之间保持相等距离,然后利用钢丝周围的空气间隔进行录音。与前者相比,卡姆拉斯的改进在于在录音过程中利用空气间隙代替金属指针,避免了磁信号的破坏。

录音机的真正流行和实际应用还是在发明磁带以后。1935年德国科学家福劳耶玛发明了代替钢丝的磁带。这种磁带是以纸带和塑料带作为带基。带基上涂上一种叫四氧化三铁的磁性粉末,并用化学胶体粘在一起。这种磁带不但重量非常轻,而且有韧性,便于剪切。随后,福劳耶玛又将铁粉涂在纸带上代替钢丝和钢带,并于1936年获得成功。纸带价格便宜,携带方便,被人们认同和接受。

当然,发明家卡姆拉斯也不甘落后。第二次世界大战接近尾声时,卡姆拉斯发现了一种磁性颗粒,这种颗粒就是氧化铁粉。他把这种粉末混入亮漆或凡立水中,再涂在纸带和纸盘上。当涂料未干时,就将它放入磁场,在磁场的作用下,所有的颗粒就会按一定的方向排列起来。这就是现代磁带的雏形。