1. «Говорящая» кинолента
Из всех необычайно разнообразных применений фотоэлементов в современной технике наиболее массовым является применение их в звуковом кино.
Ни один звуковой киноаппарат не может работать без фотоэлемента. А между тем, в нашей стране работают десятки тысяч киноустановок. Таким образом, десятки тысяч фотоэлементов изо дня в день служат самому массовому и самому важному виду искусства — кино.
Тридцать лет назад многим казалось, что «озвучить» кино — дело безнадёжное. Не одна попытка получить хороший звук в кино окончилась неудачей. Но вот, в кино были применены «электрические глаза», и «Великий немой» заговорил громко, отчётливо, ясно.
Каким же образом работают в кино фотоэлементы?
Посмотрите на рисунки 14 и 15.
Рис. 14. Отрезок киноленты; слева видна звуковая дорожка.
Рис. 15. Отрезок киноленты; здесь звук записан другим способом.
Оба рисунка изображают отрезок звуковой киноленты. На ней вы видите снимки двух отдельных кинокадров (сцен). Слева от этих кадров идёт так называемая «звуковая дорожка». Она состоит из ряда поперечных чёрточек. На рисунке 14 эти чёрточки одной длины, но разной прозрачности. На рисунке 15, наоборот, все чёрточки чёрные, непрозрачные, но имеют разную длину. Вот на таких звуковых дорожках и записаны все звуки фильма — слова, шум улицы, музыка, пение.
Оба способа записи звука на киноплёнку разработаны нашими советскими учёными П. Г. Тагером, А. Ф. Шориным и В. Д. Охотниковым.
Мы не будем в нашей книжке говорить о том, как именно записываются звуки на киноплёнку. Об этом подробно рассказано в другой брошюре серии «Научно-популярная библиотека»: В. Д. Охотников «В мире застывших звуков». Да и фотоэлемент в процессе записи звука на киноплёнку никакого участия не принимает.
Зато при воспроизведении звука с киноплёнки фотоэлемент совершенно необходим.
Посмотрите на рисунок 16 и вы легко поймёте, каким образом в кино, при демонстрации кинофильма, воспроизводится с помощью фотоэлемента звук.
Рис. 16. Схема воспроизведения звука в кино.
Постоянный по силе свет от лампы собирается увеличительным стеклом-линзой в узкий пучок, который ярко освещает небольшую щель. Эта щель с помощью других линз отображается в сильно уменьшенном виде на звуковой дорожке киноленты. Лента скользит по барабану, в котором против освещённого места имеется отверстие.
Таким образом, луч света проходит через щель, через звуковую дорожку на киноленте и через отверстие — внутрь барабана. Здесь световой пучок падает на фотоэлемент.
На звуковую дорожку попадает пучок света постоянной силы, но пучок, прошедший через ленту и действующий на фотоэлемент, уже не будет постоянным. Напротив, в разные моменты времени сила света его будет больше или меньше, в зависимости от того, прошёл ли он через более светлое или более тёмное место дорожки. Точно так же, если запись звука на дорожке сделана в виде ряда чёрточек одинакового почернения, но разной длины, то сила светового пучка будет больше, если он прошёл через короткую чёрточку, и меньше, если на его пути стояла длинная чёрточка. Таким образом, колебания силы светового пучка, действующего на фотоэлемент, соответствуют колебаниям силы света того пучка, который действовал на плёнку при записи звука. А ток, возникший в фотоэлементе, как вы знаете, соответствует силе этого светового пучка. Поэтому, по мере прохождения ленты по барабану, ток в цепи фотоэлемента будет всё время меняться.
Этот переменный ток усиливается и подаётся в громкоговоритель, устанавливаемый за экраном или рядом с ним. Здесь ток проходит через проволочные катушки, надетые на ножки магнита. Перед магнитом находится упругая металлическая пластинка — мембрана. Магнит становится то сильнее, то слабее в зависимости от силы приходящего от фотоэлемента тока. Он то притягивает к себе мембрану, то опускает её и даёт ей возможность, под влиянием её собственной упругости, выпрямиться, отойти от магнита. Иными словами — мембрана начинает колебаться. А колебания мембраны создают в воздухе так называемые звуковые волны, которые мы и воспринимаем, как звуки[4].
Так фотоэлементы работают в звуковом кино.
Конечно, на самом деле звуковые киноустановки не так просты, как это- может показаться по рисунку. В практике воспроизведения звука приходится преодолевать множество различных затруднений, и современные технические установки звукового кино очень сложны.
4
О природе звука см. брошюру «Научно-популярной библиотеки» — Б. Н. Суслов «Звук и слух».