Что движется быстрее – звукосниматель или игла ?
При поверхностном рассмотрении этот вопрос может показаться бессмысленным. Звукосниматель и игла составляют одно целое и вместе движутся по граммофонной пластинке (фактически движется пластинка, но в данном случае речь идет об относительном движении). Каким же образом они могут иметь разные скорости?
Но на самом деле и этот вопрос не относится к категории шуточных. Скорости движения звукоснимателя и иглы действительно неодинаковы. Сейчас мы убедимся в этом.
На пластинке обычных размеров (диаметром 25 см) наименьший радиус бороздок бывает около 6 см, наибольший — примерно 12 см. Средний радиус бороздок равен, следовательно, 9 см, а средняя длина витка бороздки составляет около 54 см.
На одном сантиметре радиуса пластинки укладывается в среднем 37 бороздок. На шести сантиметрах (разность между наибольшим и наименьшим радиусами) уложатся 222 витка, а так как средняя длина витка равна 54 см, то общая длина всей звуковой бороздки составит примерно 120 м.
Какова же скорость движения звукоснимателя? Она подсчитывается просто. Проигрывание пластинки длится около трех минут, а длина бороздки, как мы только что видели, составляет 120 м. Следовательно, скорость движения звукоснимателя в круглых цифрах равна 2,5 км в час — это скорость пешехода, идущего медленным шагом. Но следует учесть, что эта скорость является средней. В начале пластинки, где скорость наибольшая, она равна примерно 3,4 км в час, а в конце, где радиус витка мал, она снижается до 1,7 км в час. Заметим, кстати, что среднее время проигрывания одного витка бороздки составляет 0,77 секунды.
В этом подсчете не было принято во внимание, что бороздка граммофонной пластинки в соответствии с частотой и громкостью записанного на ней звука имеет извилины. Мы произвели подсчет длины немодулированной бороздки. Извилины увеличивают длину бороздки в 3—5 раз, т. е. фактическая длина бороздки может доходить до 600 м. Кончик иглы звукоснимателя следует по всем извилинам бороздки и за тот же отрезок времени, в течение которого звукосниматель пробежит 120 м., игла— вернее, ее кончик — проделает путь в полкилометра. Полкилометра в три минуты — это скорость 10 км. в час. Чтобы не отстать от звукоснимателя, нам достаточно идти медленным прогулочным шагом. Но если мы захотим поспеть за кончиком иглы этого звукоснимателя, нам придется довольно быстро бежать.
Заметим, кстати, что работа звукоснимателя основана именно на том, что игла следует по извилинам бороздки, а сам звукосниматель движется по правильной спирали. При несоблюдении этого условия звукосниматель не мог бы работать.
Приведенный подсчет был сделан нами для пластинки старого стандарта, предназначенной для проигрывания со скоростью 78 оборотов в минуту. Теперь выпускаются также долгоиграющие пластинки, которые проигрываются со скоростью 33 1/3 оборотов в минуту при примерно 100 витках на сантиметр радиуса пластинки. Продолжительность проигрывания такой пластинки (обычных размеров) — 16 минут. Число витков доходит до 600 при общей длине смодулированной бороздки около 330. м. Продолжительность проигрывания витка 1,8 секунды. Средняя скорость звукоснимателя 1,1 км в час; наибольшая—1,5 км в час, наименьшая — 0,75 км в час.
Извилины бороздки долгоиграющей пластинки меньше, чем у обычных; длина модулированной бороздки превышает длину немодулированной примерно в 2 раза, составляя, следовательно1, около 650—700 м.
Рекорд по длине бороздки побивают долгоиграющие пластинки увеличенного формата. Длина их немодулированной бороздки составляет около 1 км, а модулированной — до 2 км.