كيف تحفظ أسطوانة الفينيل الصوت

ماذا يعرض النموذج

ارفع أسطوانة نحو الضوء وسترى الموسيقى، ولو بشكل باهت. تبدو المقاطع العالية أخشن وأعرض من الهادئة، وتظهر الفواصل بين الأغاني حلقاتٍ ملساء لامعة. أما ما لا تراه العين المجردة فهو كيف يحمل خدش واحد في البلاستيك أوركسترا كاملة، وبالستيريو أيضًا.

يتتبع هذا النموذج الصوت من الأخدود إلى السلك. فيه جرامافون عليه أسطوانة LP بقطر 12 بوصة، وذراع قراءة محوري، ورأس لاقط بمغناطيس متحرك، ومعه مشهد ثانٍ يعرض الأخدود تحت الإبرة بتكبير يصل إلى نحو 2,000 مرة. يمكنك التبديل بين 33⅓ و45 و78 دورة في الدقيقة، وتحريك الإبرة من أول أخدود إلى آخره، وإبطاء الزمن حتى 1,000 مرة، والاستماع إلى لحن قصير تبنيه الصفحة بواجهة Web Audio API. يبقى الصوت مغلقًا حتى تشغّله.

التموج في الأخدود هو الصوت

الصوت في الهواء موجة ضغط. يحوّلها الميكروفون إلى إشارة كهربائية ترتفع وتنخفض بالنمط نفسه، ثم تعيد مخرطة القطع تلك الإشارة إلى حركة: إزميل حاد يتأرجح يمينًا ويسارًا بينما يدور تحته قرص من اللاكيه. يترك الإزميل أخدودًا حلزونيًا يتموج تمامًا كما تموجت الإشارة. وعند التشغيل تسير السلسلة بالعكس: تجري الإبرة في الأخدود، وتدفعها التموجات ذهابًا وإيابًا، ويحوّل الرأس اللاقط الحركة إلى جهد كهربائي من جديد.

إذن الأخدود رسم بياني للصوت، يجري فيه الزمن على امتداد الحلزون. والتموج الكامل الواحد دورة واحدة من الموجة. يبدأ لحن هذه الصفحة بنغمة «مي» فوق «دو» الوسطى بتردد 659 Hz في القناة اليسرى، فيتموج أخدود هذه النغمة 659 مرة في كل ثانية يمر فيها تحت الإبرة.

كم يبلغ طول أحد هذه التموجات؟ يتوقف ذلك على سرعة الأخدود. في بداية الوجه تكون الإبرة على بعد 146 mm من المركز، وبسرعة 33⅓ دورة في الدقيقة يمر الأخدود بسرعة 2π × 0.146 m × 33.33 / 60 = 0.510 m/s. اقسم على 659 Hz يكن طول كل تموج 0.774 mm. والنغمة نفسها قرب الملصق، عند نصف قطر 60.3 mm، تتحرك بسرعة 0.210 m/s وتنضغط في 0.319 mm. شغّل «الحركة البطيئة» في عرض الأخدود لتشاهد هذه التموجات تنساب أمام الإبرة.

الأخدود تحت المجهر

الأخدود الستيريو الحديث شق على شكل V في الفينيل، جداراه متعامدان بزاوية 90°، فيميل كل جدار 45° عن الخط الرأسي. في هذا النموذج عرض الأخدود عند أعلاه 60 µm وعمقه 30 µm. يدوم وجه الأسطوانة 22 دقيقة، أي 22 × 33.33 = 733 لفة من الحلزون بسرعة 33⅓ دورة في الدقيقة. ويجب أن تتسع هذه اللفات بين نصفي القطر 146 mm و60.3 mm، فيكون متوسط المسافة بين لفة والتي تليها (146 − 60.3) / 733 = 0.117 mm. أي 8.6 أخدود في المليمتر، ونحو 217 في البوصة. أما الأسطوانات الحقيقية فتغيّر هذه المسافة: توسّعها مخرطة القطع للجهير العالي وتضيّقها في المقاطع الهادئة، ولهذا يسهل تمييز الأشرطة اللامعة بين الأغاني.

الإبرة ماسة مصقولة برأس مستدير. يستخدم هذا النموذج نصف قطر للرأس قدره 0.7 من الألف من البوصة، أي 17.8 µm. كرة بهذا الحجم لا تصل إلى قاع أخدود زاويته 90°. يقع مركزها فوق القاع بمقدار 17.8 × √2 = 25.2 µm، وتلمس كل جدار في نقطة على عمق نحو 17 µm تحت السطح. وهذا مقصود: الإبرة تستند إلى الجدارين معًا فيوجهها كلاهما، ويبقى الغبار الذي يستقر في قاع الأخدود بعيدًا عنها.

ما حجم التموجات جانبيًا؟ تُقاس الرؤوس اللاقطة عند سرعة أخدود قدرها 5 cm/s، وهو مستوى مرجعي شائع. عند 1,000 Hz تحتاج هذه السرعة إلى إزاحة قصوى قدرها 0.05 / (2π × 1,000) = 8.0 µm. يستخدم لحن النموذج 10 µm في القناة اليسرى و12 µm في اليمنى، فيكون التأرجح سدس عرض الأخدود. وفي عرض 3D رُسمت التموجات بضعف حجمها الحقيقي حتى تُرى أصلًا.

جداران بزاوية 45 درجة يحملان قناتين

يكفي الأخدود الأحادي أن يتحرك جانبيًا. أما الستيريو فيحتاج إلى إشارتين مستقلتين في أخدود واحد تقرؤهما إبرة واحدة. والحل الذي اعتمده صانعو الأسطوانات يُسمى نظام 45/45: يُحرَّك الإزميل في اتجاهين متعامدين، يميل كل منهما 45° عن الرأسي، ولكل اتجاه قناة. في الأسطوانات القياسية تحرّك القناة اليسرى الإبرة عموديًا على الجدار الداخلي، وهو الأقرب إلى الملصق، والقناة اليمنى عموديًا على الجدار الخارجي. في عرض المجهر لُوّنت الجدران الداخلية بالأزرق والخارجية بالبرتقالي.

والجميل هو ما يحدث حين تحمل القناتان الصوت نفسه. اجمع دفعة بزاوية 45° إلى الأعلى واليسار مع دفعة مساوية بزاوية 45° إلى الأسفل واليسار، فتلغي المركّبتان الرأسيتان إحداهما الأخرى ولا تبقى إلا حركة جانبية خالصة. وهذا بالضبط أخدود الأسطوانة الأحادية، لذا يستطيع جهاز أحادي تشغيل أسطوانة ستيريو، ويستطيع جهاز ستيريو تشغيل أسطوانة أحادية. وحين تكون القناتان متعاكستين، تلغي المركّبتان الجانبيتان إحداهما الأخرى فلا تتحرك الإبرة إلا صعودًا وهبوطًا. وتخرج الحالات الثلاث هكذا: اليسار وحده يعطي (0.707, 0.707)، واليسار المساوي لليمين يعطي (1.414, 0)، واليسار المعاكس لليمين يعطي (0, 1.414).

استخدم عنصر «القنوات» لتسمع هذا وتراه. حين تعمل القناة اليسرى وحدها، تنزلق الإبرة على امتداد الجدار الخارجي ولا يتغير شكل إلا الجدار الداخلي. وقد قال مقال في مجلة عام 1958 الشيء نفسه: حركة الرأس هي التي تحمل القناتين، والقول إن كل جدار يحمل تسجيلًا اختصار مفيد لا القصة كلها.

كيف يحوّل الرأس اللاقط الحركة إلى جهد

تجلس الإبرة في طرف ذراع ناتئة، وهي أنبوب ألومنيوم رفيع طوله نحو 5.5 mm. قرب طرفها الآخر تمر الذراع الناتئة عبر مخمّد مطاطي يعمل محورًا، وخلف المحور تحمل مغناطيسًا صغيرًا جدًا. حين يدفع الأخدود الإبرة إلى جهة، يتأرجح المغناطيس إلى الجهة الأخرى بين أربعة ملفات ثابتة، اثنان لكل قناة، مثبتة بزاوية 45° لتطابق جداري الأخدود.

المغناطيس المتحرك يغيّر التدفق المغناطيسي المار عبر الملف، وينص قانون فاراداي على أن الجهد في الملف يتناسب مع سرعة تغير هذا التدفق. لذلك يقيس الرأس اللاقط المغناطيسي السرعة لا الموضع. يعطي الرأس النموذجي ذو المغناطيس المتحرك من 3 إلى 6 mV عند المرجع 5 cm/s، ويستخدم النموذج 5 mV. ونغمة «مي» في القناة اليسرى بتردد 659 Hz وتأرجح 10 µm تتحرك بسرعة قصوى قدرها 2π × 659 × 10 µm = 4.1 cm/s، ما يعطي نحو 4.1 mV. وترسم شاشة خرج الملفات تحت المنصة القناتين جهدًا على مدى آخر 6 ms.

لكن هناك عقبة. لو قُطع الأخدود ليعطي جهدًا متساويًا عند كل تردد، لاحتاجت نغمات الجهير إلى تأرجحات جانبية هائلة تكفي لاختراق الأخدود المجاور، ولاحتاجت النغمات الحادة إلى تأرجحات صغيرة إلى حد أن تضيع في الهسهسة. لذلك تُقطع الأسطوانات مع خفض الجهير ورفع الحدة، وفق منحنى RIAA بثوابت زمنية قدرها 3,180 و318 و75 µs. ويطبّق مضخم الفونو المنحنى المعاكس تمامًا. يقع لحن هذا النموذج بين 196 و880 Hz، وهو مجال لا يتغير فيه المنحنى كثيرًا، فأغفله النموذج.

السرعة تحت الإبرة عند 33⅓ و45 و78 دورة في الدقيقة

كل نقطة على الأسطوانة الدوارة تكمل دورة واحدة في كل دورة، لكن النقاط الخارجية تقطع مسافة أطول. سرعة الأخدود تحت الإبرة هي v = 2πr × rpm / 60.

النسبة بين الخارج والداخل هي 146 / 60.3 = 2.42 عند كل سرعة. في بداية وجه LP يمر الأخدود أمام الإبرة بسرعة 1.8 km/h، أي مشيًا بطيئًا. وقرب الملصق تنخفض إلى نحو 0.8 km/h.

لماذا يصعب تشغيل الأخاديد الداخلية

الأخدود الأبطأ يعني تموجات أقصر. نغمة 20 kHz عند الحافة الخارجية لأسطوانة LP طولها الموجي 0.510 / 20,000 = 25.5 µm، وقرب الملصق 10.5 µm. رأس الإبرة في هذا النموذج عرضه 35.6 µm، أي أكثر من ثلاثة أضعاف ذلك التموج الداخلي. والرأس المستدير لا يستطيع تتبع منعطف أضيق منه بكثير، فتفقد النغمات العالية تفاصيلها وتكتسب تشوهًا قرب نهاية الوجه. لهذا يضع مهندسو الماسترينغ غالبًا الأغاني الهادئة أو الأقل تطلبًا في الآخر، ولهذا تُقطع بعض إصدارات عشاق الصوت بسرعة 45 دورة على قرصين: عند 45 دورة يكون كل طول موجي أطول 1.35 مرة.

ويضيف الذراع المحوري أثرًا أصغر. تحرك مخرطة القطع إزميلها في خط مستقيم على امتداد نصف القطر، أما الإبرة فتتأرجح على قوس. في النموذج حامل الرأس مائل 20.7° ليصطف الرأس اللاقط مع الأخدود عند نصف قطر 100 mm، وفي غير ذلك ينحرف قليلًا، ويدور الذراع 22.6° من أول أخدود إلى آخره.

تغيير السرعة يغيّر طبقة الصوت

لا يحمل الأخدود ساعة. إنه يحمل تموجات متتالية فقط، والجرامافون هو الذي يقرر سرعة وصولها. أسطوانة النموذج قُطعت لسرعة 33⅓ دورة في الدقيقة. شغّلها بسرعة 45 فيصل كل تموج أكثر بمقدار 45 / 33.33 = 1.35 مرة، فيُضرب كل تردد في 1.35. وفي الموسيقى هذا ارتفاع بمقدار 12 × log₂(1.35) = 5.2 نصف نغمة، أي أكثر قليلًا من الرابعة، ويجري اللحن أيضًا أسرع 1.35 مرة. وعند 78 دورة يكون المعامل 2.34، أي 14.7 نصف نغمة، أكثر من ديوان كامل. نغمة «لا» بتردد 440 Hz تخرج 594 Hz عند 45 دورة و1,030 Hz عند 78 دورة.

اضغط أزرار السرعة تحت المنصة والصوت مشغّل، فتسمع هذا بالضبط. تشغّل الصفحة المخزن الصوتي المسجل نفسه ولا تغيّر إلا معدل تشغيله، كما لا يغيّر الصحن إلا سرعة دورانه.

كم طول أخدود الوجه الواحد؟

كل لفة من الحلزون دائرة نصف قطرها أصغر قليلًا من سابقتها. وبأخذ المتوسط على الوجه كله يكون نصف القطر (146 + 60.3) / 2 = 103.15 mm، فطول اللفة المتوسطة 2π × 103.15 mm = 0.648 m. اضرب في 733 لفة فيحمل الوجه الواحد 475 m من الأخدود، أي قرابة نصف كيلومتر. والوجهان معًا نحو 0.95 km. ويعطي الجمع العددي على امتداد الحلزون الدقيق 475.28 m، فاختصار الدائرة المتوسطة دقيق بخطأ أقل بكثير من مليمتر في كل لفة.

وهذا تحقق أنيق: 475 m في 22 دقيقة تساوي 0.360 m/s، وهي بالضبط سرعة الأخدود عند نصف القطر المتوسط 103.15 mm. في وجه واحد تقطع الإبرة طول نحو أربعة ملاعب كرة قدم ونصف، بينما لا تزحف نحو المركز إلا 85.7 mm.

الأسطوانات المجوفة و78 وLP و45 جنبًا إلى جنب

تقارن القائمة تحت المنصة بين 23 وسيطًا صوتيًا، من رقاقة القصدير لدى إديسون إلى قرص الفيديو المحزز من RCA. اختر قرصًا هناك فيضع النموذج قرصًا بحجمه ويديره بسرعته. يفسّر رقمان معظم الفروق: سرعة الأخدود، وطوله.

تُظهر القائمة بوضوح ميزة كبيرة للأسطوانة المجوفة. كل لفة من أخدودها بالطول نفسه، فلا تتغير سرعة السطح أبدًا. قطر أسطوانة الشمع القياسية 2¼ بوصة، وعند 120 rpm المستخدمة في التسجيلات الأولى يتحرك سطحها بسرعة π × 0.0572 m × 120 / 60 = 0.36 m/s من أول نغمة إلى آخرها. وتذكر مكتبة الكونغرس أن ثبات سرعة الأسطوانة المجوفة كان من أسباب جودة صوتها. وقد تخلى القرص عن ذلك مقابل أن يكون مسطحًا ورخيص الكبس وسهل التخزين.

السرعة عند الحافة هي π × القطر × rpm / 60، أي السرعة التي يكون عليها أخدود عند الحافة تمامًا، والموسيقى تبدأ أبعد قليلًا إلى الداخل. يحرك قرص 78 أخدوده بضعف سرعة LP، ولهذا استطاعت أقراص اللك ذات الأخاديد الخشنة تسجيل النغمات الحادة. أما LP فأبطأ السرعة وعوّض ذلك بأخدود دقيق جدًا، فصارت البوصات الاثنتا عشرة نفسها تحمل 22 دقيقة بدل نحو أربع دقائق ونصف. وذهبت أسطوانة 45 في الاتجاه المعاكس من حيث الحجم: قرص 7 بوصات بسرعة 45 دورة يحرك أخدوده الخارجي بسرعة قريبة من سرعة LP بقطر 10 بوصات. في كوريا يُسمى قرص 78 غالبًا أسطوانة SP، وتُعرف أسطوانة 45 ذات الثقب المركزي الكبير بأسطوانة الدونات.

كان قرص الفيديو CED يخزن 60 دقيقة من الفيديو على كل وجه من قرص قطره 12 بوصة. وكانت إبرة تقرأ الإشارات المسجلة في أخدوده.

سرعة الأخدود وطوله: تحقق بالحساب

يمكن التحقق من أرقام الأقسام السابقة بسطر حسابي واحد لكل رقم، وأفضل طريقة لتصديقها أن تحسبها بيدك. خذ بداية الوجه عند 33⅓ دورة في الدقيقة. اللفة الواحدة تستغرق 60 / 33.33 = 1.8 s.

الأخدود هناك دائرة نصف قطرها 146 mm. فطول اللفة 2π × 0.146 = 0.917 m. وسرعته 0.917 m في 1.8 s، أي 0.510 m/s، نحو 51 cm/s.

قرب الملصق يكون نصف القطر 60.3 mm، وطول اللفة 0.379 m. فالسرعة 0.379 / 1.8 = 0.210 m/s، نحو 21 cm/s. يمر الأخدود الخارجي أمام الإبرة بنحو 50 cm/s، والداخلي بنحو 20 cm/s، كما يعرض مؤشر السرعة حين تسحب شريط «موضع الإبرة».

الكميتان نفسهما تعطيان طول أخدود الوجه دون أي حيلة في المتوسط. حرّك الإبرة إلى نهاية الوجه واقرأ «الأخدود المقطوع»: يبلغ العداد نحو 475 m بعد 22 دقيقة. اقسم على الزمن: 475 m / 1,320 s = 0.360 m/s. هذه سرعة الأخدود عند نصف القطر المتوسط، وهذا متوقع، لأن الإبرة تقضي الزمن نفسه في كل لفة، لكن كل لفة أقصر قليلًا من سابقتها.

السعة والتردد: لماذا يوجد منحنى RIAA

يخزن الأخدود شيئين معًا. مقدار تأرجح الإبرة جانبيًا هو السعة، وعدد التأرجحات في الثانية هو التردد. الرأس اللاقط المغناطيسي لا يستجيب للتأرجح نفسه بل لسرعته. وفي النغمة الثابتة تساوي السرعة القصوى 2π × التردد × التأرجح.

لو قُطعت الأسطوانة بتأرجح واحد لكل النغمات، لارتفع جهد الرأس بنسبة التردد، ولصار الجهير أضعف 1,000 مرة من نغمة حادة ترددها أعلى 1,000 مرة. ولو قُطعت بسرعة واحدة لكل النغمات، لاحتاجت نغمة 20 Hz إلى تأرجح أكبر 50 مرة من نغمة 1,000 Hz، ولاقتحم الأخدود جاره.

استقرت الصناعة على حل وسط هو منحنى RIAA، ويُعرَّف بثلاثة ثوابت زمنية: 3,180 µs و318 µs و75 µs. تقابلها ثلاثة ترددات: 1 / (2π × 3.18 ms) = 50 Hz، و1 / (2π × 0.318 ms) = 500 Hz، و1 / (2π × 75 µs) = 2,122 Hz.

بحساب هذه الثوابت، تُقطع الأسطوانة مع خفض الجهير بنحو 19 dB عند 20 Hz و13 dB عند 100 Hz، نسبةً إلى 1,000 Hz. وتُرفع الحدة بنحو 14 dB عند 10 kHz و20 dB عند 20 kHz. ويطبّق مضخم الفونو المنحنى المعاكس تمامًا.

وتصف Texas Instruments الثوابت الثلاثة نفسها، 3,180 µs و318 µs و75 µs، في مذكرتها التطبيقية عن مضخم الفونو. بهذا يبقى تأرجح الجهير بحجم يتسع له الأخدود، وتبقى الحدة فوق ضجيج الفينيل بكثير. ومن آثار ذلك أن الخدوش والفرقعات، وهي في معظمها عالية التردد، يخفضها المضخم مع رفع الحدة.

أخدود 45/45 بالأرقام

في نظام 45/45 يحمل كل جدار من الأخدود قناة واحدة. الاتجاهان متعامدان، فلا يتداخلان. دفع الإبرة في اتجاه القناة اليسرى لا يحركها إطلاقًا في اتجاه القناة اليمنى.

حين تحمل القناتان الإشارة نفسها، تجتمع الحركتان في تأرجح جانبي خالص، وهذا بالضبط ما يفعله الأخدود الأحادي. لذلك يمكن تشغيل أسطوانة أحادية برأس ستيريو، ولذلك يبدو الأخدود في العرض المكبَّر تموجًا جانبيًا عاديًا عند تساوي الإشارتين. وحين تكون الإشارتان متعاكستين، تتحرك الإبرة صعودًا وهبوطًا فقط، وهي حركة «التل والوادي» في أسطوانات إديسون.

استخدم خيار القناة تحت المنصة لترى ذلك. مع «اليسار فقط» تتحرك الإبرة بزاوية 45° نحو الجدار الداخلي، ومع «اليمين فقط» نحو الجدار الخارجي، ومع «يسار + يمين» تكون الحركة مجموع الاثنتين. في النموذج تتأرجح القناة اليسرى 10 µm واليمنى 12 µm، فيجتمع الاتجاهان المائلان في مسار ليس جانبيًا خالصًا ولا رأسيًا خالصًا.

البلى وقوة التتبع

يجب أن تضغط الإبرة بقوة كافية لتبقى في الأخدود حين تحاول التموجات قذفها، لذلك يطبق الذراع قوة صغيرة إلى الأسفل. في هذا النموذج تلمس الإبرة كل جدار في نقطة لا يزيد اتساعها على بضعة ميكرومترات.

خذ مثالًا بقيم مفترضة: قوة 1.5 g، أي 0.0147 N، موزعة على بقعتي تماس مساحة كل منهما 10 µm × 10 µm. الضغط هو القوة مقسومة على المساحة:

0.0147 / (2 × 1 × 10⁻¹⁰ m²) = 7.4 × 10⁷ Pa

وهذا نحو 740 ضغطًا جويًا. هذه القيم ليست مقيسة، ومساحة التماس الحقيقية تتغير مع تآلف الإبرة، لكنها تفسر سبب بلى الأسطوانة وسبب استخدام الماس في رأس الإبرة. والغبار في الأخدود ينضغط في الجدران بالضغط نفسه، ولذلك يهم تنظيف الأسطوانة قبل تشغيلها. النموذج لا يمثل قوة التتبع، والإبرة لا تفقد التماس أبدًا.

حياة ثانية للأسطوانة: المبيعات

لم يختف الفينيل ببساطة حين جاءت الأقراص المدمجة ثم البث. يقول تقرير RIAA (اتحاد صناعة التسجيلات الأمريكي) عن إيرادات نهاية عام 2024 إن الفينيل واصل ارتفاعًا يقارب 20 عامًا، بينما نما إجمالي إيرادات الموسيقى في الولايات المتحدة 3% إلى 17.7 مليار دولار بالقيمة التقديرية للبيع بالتجزئة. وينشر الاتحاد أرقام مبيعاته السنوية في قاعدة بيانات على الإنترنت يمكن فيها مقارنة كل صيغة عبر السنين.

الأسطوانة شيء مادي تمسكه بيدك. غلافها الكبير ومدة الاستماع الثابتة وضرورة قلبها بعد 22 دقيقة هي بالضبط ما يقول من يعودون إليها إنهم يحبونه فيها.

مفاهيم خاطئة شائعة

• الإبرة تحرق الصوت من الأسطوانة. الإبرة لا تذيب شيئًا ولا تحرقه. إنها تتبع جداري الأخدود ميكانيكيًا، والرأس اللاقط هو الذي ينتج الصوت.
• يمكن رؤية الصوت في الأخاديد. التموجات لا يتجاوز عرضها من 8 إلى 12 µm، أصغر بكثير مما تحلله العين. ما تراه من أشرطة هو تغير في المسافة بين الأخاديد.
• الفينيل أفضل صوتًا لأن فيه تفاصيل أكثر. نسبة الإشارة إلى الضجيج في الأسطوانة محدودة، وتضعف الحدة قرب الملصق. طابعها يأتي من هذا ومن سلسلة القطع والتشغيل، لا من تفاصيل إضافية.
• سرعة الأخدود واحدة في كل مكان. سرعته عند الملصق 41% فقط من سرعته عند الحافة، كما يبين الجدول أعلاه.
• الرؤوس الستيريو تتلف الأسطوانات الأحادية. الأخدود الأحادي يتحرك جانبيًا فقط، والرأس الستيريو يقرأ الجدارين بالإشارة نفسها.

جرّبها على الشاشة

1. اضغط «تشغيل الصوت»، ثم بدّل السرعة بين 33⅓ و45 و78 دورة واستمع إلى ارتفاع الطبقة. اقرأ «طبقة الصوت»: تظهر 5.2 نصف نغمة عند 45 دورة.
2. اسحب «موضع الإبرة» من أول أخدود إلى آخره. تهبط «سرعة الأخدود» من 0.510 m/s إلى 0.210 m/s، ويقصر «الطول الموجي» معها.
3. اختر «اليسار فقط» ثم «اليمين فقط» ثم «يسار + يمين»، وراقب شاشة خرج الملفات. كل قناة تقود زوج ملفاتها.
4. حرّك «التكبير» إلى «رأس الإبرة» وانظر أين يلتقي الرأس بالجدارين. إنه لا يصل إلى قاع الأخدود.
5. افتح قائمة المقارنة واختر أسطوانة LP بقطر 12 بوصة، ثم أسطوانة 7 بوصات بسرعة 45، ثم قرص الفيديو CED. تتغير سرعة الحافة من 0.53 m/s إلى 0.42 m/s إلى 7.07 m/s.

ما الذي يبسّطه هذا النموذج

• قاع الأخدود حاد وجداراه مستقيمان. الأزاميل الحقيقية تترك قاعًا مستديرًا صغيرًا.
• المسافة بين الأخاديد ثابتة. المخارط الحقيقية تغيّرها مع الموسيقى.
• قُطع اللحن إشارةً مسطحة بلا منحنى RIAA، فتطابق جهود الملفات الأخدود مباشرة.
• رُسمت حركة الرأس اللاقط أكبر من الحقيقة 45 مرة، وتموجات الأخدود في عرض 3D بضعف حجمها الحقيقي. أما الشاشتان تحت المنصة فتستخدمان وحدات حقيقية.
• أُغفلت قوة التتبع ومانع الانزلاق ومرونة الذراع الناتئة. تتبع الإبرة الأخدود بلا خطأ.

من رقاقة القصدير إلى الأسطوانة الطويلة التشغيل

بحسب مكتبة الكونغرس، رسم توماس إديسون في يوليو 1877 مخططًا لآلة تسجل الصوت بضغطه في رقاقة قصدير. وبنى أول فونوغراف بورق القصدير ميكانيكيُّه جون كروزي في وقت لاحق من ذلك العام. وتذكر المكتبة أن تاريخ 12 أغسطس الشهير مشكوك فيه، لأن إديسون لم يقدّم براءته إلا في 24 ديسمبر 1877، ولأن يوميات مساعده تشارلز باتشلر توحي بأن الآلة بُنيت في أوائل ديسمبر. كانت آلة إديسون وأسطوانات الشمع التي تلتها تقطع أخاديدها صعودًا وهبوطًا، وهو نمط يُسمى «التل والوادي».

أما إميل برلينر فاتجه إلى الحركة الجانبية. في 8 نوفمبر 1887 مُنح براءة الجرامافون، الذي يسجّل بأخدود جانبي متساوي العمق، وبعد ذلك بقليل نقل التسجيل إلى قرص مسطح. كان يمكن كبس الأقراص من نسخة أم بأعداد كبيرة، وبحلول عقد 1910 كانت قد أزاحت الأسطوانات المجوفة. وطوال نصف قرن كانت معظم الأقراص من اللك وتدور بنحو 78 دورة في الدقيقة.

وتؤرخ مكتبة الكونغرس الخطوة التالية بيونيو 1948، حين قدّمت كولومبيا أسطوانة «Long Playing»، وهي قرص 12 بوصة بسرعة 33⅓ دورة بأخدود أدق بكثير. وردّت RCA Victor في 1949 بقرص 7 بوصات بسرعة 45 دورة ومبدّل أسطوانات، ويحتفظ متحف The Henry Ford بأحد مشغلات RCA 45 الأولى تلك. ومُنح W. Bartlett Jones براءة لقطع قناتين على جداري أخدود واحد منذ 1932، وظهرت أول أسطوانات LP ستيريو تجارية على علامة Audio Fidelity في نوفمبر 1957.