Воз­мож­ность за­пи­сы­вать звуки и затем вос­про­из­во­дить их была от­кры­та в 1877 году аме­ри­кан­ским изоб­ре­та­те­лем Т. А. Эди­со­ном. Бла­го­да­ря этому по­яви­лось зву­ко­вое кино, на­ча­лось мас­со­вое про­из­вод­ство грам­мо­фон­ных пла­сти­нок.

На ри­сун­ке 1 дана упро­щен­ная схема ме­ха­ни­че­ско­го зву­ко­за­пи­сы­ва­ю­ще­го устрой­ства. Зву­ко­вые волны от ис­точ­ни­ка звука (певца, ор­кест­ра и т. д.) по­па­да­ли в рупор 1, в ко­то­ром была за­креп­ле­на тон­кая упру­гая пла­стин­ка 2 (мем­бра­на). Под дей­стви­ем зву­ко­вой волны мем­бра­на на­чи­на­ла ко­ле­бать­ся. Ко­ле­ба­ния мем­бра­ны пе­ре­да­ва­лись свя­зан­но­му с ней резцу 3, острие ко­то­ро­го остав­ля­ло при этом на вра­ща­ю­щем­ся диске 4 зву­ко­вую бо­розд­ку. Зву­ко­вая бо­розд­ка за­кру­чи­ва­лась по спи­ра­ли от края диска к его цен­тру.

Диск или валик, на ко­то­ром про­из­во­ди­лась зву­ко­за­пись, из­го­тав­ли­ва­лась из спе­ци­аль­но­го мяг­ко­го вос­ко­во­го ма­те­ри­а­ла. С этого вос­ко­во­го диска галь­ва­но­пла­сти­че­ским спо­со­бом сни­ма­ли мед­ную копию (клише): ис­поль­зо­ва­лось оса­жде­ние на элек­тро­де чи­стой меди при про­хож­де­нии элек­три­че­ско­го тока через рас­твор её солей. Затем с мед­ной копии де­ла­ли от­тис­ки на дис­ках из пласт­мас­сы. Так по­лу­ча­ли грам­мо­фон­ные пла­стин­ки.

При вос­про­из­ве­де­нии звука грам­мо­фон­ную пла­стин­ку ста­вят под иглу, свя­зан­ную с мем­бра­ной грам­мо­фо­на, и при­во­дят пла­стин­ку во вра­ще­ние. Дви­га­ясь по вол­ни­стой бо­розд­ке пла­стин­ки, конец иглы ко­леб­лет­ся, вме­сте с ним ко­леб­лет­ся и мем­бра­на, причём эти ко­ле­ба­ния до­воль­но точно вос­про­из­во­дят за­пи­сан­ный звук.

1898 году дат­ский ин­же­нер Воль­де­мар Па­уль­сен изобрёл ап­па­рат для маг­нит­ной за­пи­си звука на сталь­ной про­во­ло­ке. Маг­нит­ные ленты по­яви­лись зна­чи­тель­но позже, их ис­поль­зо­ва­ние на­ча­лось в 40-х годах XX века. На ри­сун­ке 3 пред­став­лен прин­цип ра­бо­ты за­пи­сы­ва­ю­щей маг­нит­ной го­лов­ки маг­ни­то­фо­на.

В 1979 году вер­ну­лась ме­ха­ни­че­ская за­пись звука, но уже на новом уров­не – при за­пи­си ла­зер­ных дис­ков. Вме­сто иглы фо­но­гра­фа звуки на диске за­пи­сы­ва­ет луч ла­зе­ра. Зву­ко­вая ин­фор­ма­ция за­клю­че­на в мель­чай­ших углуб­ле­ни­ях (рис. 4), вы­гра­ви­ро­ван­ных при за­пи­си ла­зер­ным лучом на ме­тал­ли­зи­ро­ван­ной по­верх­но­сти диска. Этот диск во время вра­ще­ния «чи­та­ет­ся» дру­гим ла­зер­ным лучом, и раз­ли­чия в отражённом ла­зер­ном свете пре­об­ра­зу­ют­ся в элек­три­че­ские сиг­на­лы, ко­то­рые затем пре­об­ра­зу­ют­ся в звук.

Зву­ко­вые волны при­ня­то под­раз­де­лять на диа­па­зон слы­ши­мых че­ло­ве­ком волн, а также ин­фра­звук, уль­тра­звук и звук сверх­вы­со­кой ча­сто­ты (или ги­пер­звук) (см. диа­грам­му).

Диа­па­зон из­да­ва­е­мых и слы­ши­мых зву­ков у раз­ных жи­вот­ных может силь­но от­ли­чать­ся от диа­па­зо­на зву­ко­вых волн, вос­при­ни­ма­е­мых че­ло­ве­ком. На­при­мер, дель­фин спо­со­бен со­зда­вать и улав­ли­вать звуки в более ши­ро­ком диа­па­зо­не, чем че­ло­век.

В слу­хо­вом ап­па­ра­те дель­фи­на есть два типа «вход­ных ворот». «Во­ро­та» пер­во­го типа – вы­тя­ну­тая ниж­няя че­люсть. Через эти «во­ро­та» к внут­рен­не­му уху дель­фи­на по­сту­па­ют волны с ча­сто­та­ми 8 · 10⁴–10⁵Гц, на­прав­ле­ние ко­то­рых сов­па­да­ет с на­прав­ле­ни­ем че­лю­сти. Имен­но по этому на­прав­ле­нию и осу­ществ­ля­ет­ся эхо­ло­ка­ция. «Во­ро­та» вто­ро­го типа  — те места по бокам го­ло­вы дель­фи­на, где когда-то у далёких пред­ков дель­фи­нов, жив­ших на суше, были обык­но­вен­ные уши. Ушей, как та­ко­вых, у дель­фи­нов нет; на­руж­ные слу­хо­вые от­вер­стия почти за­рос­ли, од­на­ко звуки они про­пус­ка­ют пре­крас­но. Через эти «вход­ные во­ро­та» к внут­рен­не­му уху дель­фи­на по­сту­па­ют со все­воз­мож­ных сто­рон зву­ко­вые волны от­но­си­тель­но низ­ких ча­стот (10²–10⁴ Гц). Таким об­ра­зом, можно го­во­рить о двух типах слуха дель­фи­нов.

Пер­вый тип  — ост­ро­на­прав­лен­ный эхо­ло­ка­ци­он­ный слух на вы­со­ких ча­сто­тах. Из­вест­но, что для успеш­ной эхо­ло­ка­ции линейные раз­ме­ры объ­ек­та долж­ны быть боль­ше или по крайней мере по­ряд­ка длины волны звука. Чем мень­ше длина волны из­лу­че­ния, тем более мел­ки­ми могут быть объ­ек­ты, ко­то­рые не­об­хо­ди­мо опо­знать при по­мо­щи эхо-сиг­на­лов.

Вто­рой тип слуха  — слух кру­го­во­го об­зо­ра; он пред­на­зна­чен для вос­при­я­тия дель­фи­ном «обыч­ных» зву­ков, за­пол­ня­ю­щих окру­жа­ю­щее про­стран­ство. На ри­сун­ке от­рез­ки, огра­ни­чен­ные кри­вой 1, от­но­сят­ся к эхо­ло­ка­ци­он­но­му слуху, а кри­вой 2  — к слуху кру­го­во­го об­зо­ра. Ри­су­нок хо­ро­шо ил­лю­стри­ру­ет острую на­прав­лен­ность слуха пер­во­го типа и слабо вы­ра­жен­ную на­прав­лен­ность слуха вто­ро­го типа.

Зву­ко­вые волны при­ня­то под­раз­де­лять на диа­па­зон слы­ши­мых че­ло­ве­ком волн, а также ин­фра­звук, уль­тра­звук и звук сверх­вы­со­кой ча­сто­ты (или ги­пер­звук) (см. диа­грам­му).

Диа­па­зон из­да­ва­е­мых и слы­ши­мых зву­ков у раз­ных жи­вот­ных может силь­но от­ли­чать­ся от диа­па­зо­на зву­ко­вых волн, вос­при­ни­ма­е­мых че­ло­ве­ком.

В 1938 г. аме­ри­кан­ские ис­сле­до­ва­те­ли Г. Пирс и Д. Гриф­фин, при­ме­нив спе­ци­аль­ную ап­па­ра­ту­ру, уста­но­ви­ли, что во время полёта мышь из­лу­ча­ет ко­рот­кие сиг­на­лы на ча­сто­те около 8 · 10⁴ Гц, а затем вос­при­ни­ма­ет сиг­на­лы, ко­то­рые при­хо­дят к ней от бли­жай­ших пре­пят­ствий и от про­ле­та­ю­щих вб­ли­зи на­се­ко­мых. Гриф­фин на­звал спо­соб ори­ен­ти­ров­ки ле­ту­чих мышей эхо­ло­ка­ци­ей.

Из­вест­но, что для успеш­ной эхо­ло­ка­ции ли­ней­ные раз­ме­ры объ­ек­та долж­ны быть боль­ше или, по край­ней мере, по­ряд­ка длины волны звука. Чем мень­ше длина волны из­лу­че­ния, тем более мел­ки­ми могут быть объ­ек­ты, ко­то­рые не­об­хо­ди­мо опо­знать при по­мо­щи эхо-сиг­на­лов.

Ле­ту­чие мыши – об­ла­да­те­ли весь­ма со­вер­шен­ных при­род­ных зву­ко­вых ра­да­ров, или, иначе го­во­ря, при­род­ных со­на­ров. Устрой­ство со­на­ров раз­лич­но у раз­ных видов ле­ту­чих мышей. На­при­мер, ост­ро­ухая ноч­ни­ца (как, впро­чем, и мно­гие дру­гие виды мышей) из­лу­ча­ет зву­ко­вые волны через рот, а боль­шой под­ко­во­нос через нозд­ри, ко­то­рые у него окру­же­ны ко­жи­сты­ми вы­ро­ста­ми на­по­до­бие ру­по­ров. Сиг­на­лы, по­сы­ла­е­мые ле­ту­чей мышью в по­ле­те, имеют ха­рак­тер очень ко­рот­ких им­пуль­сов – свое­об­раз­ных щелч­ков. Дли­тель­ность каж­до­го та­ко­го щелч­ка (1–5) · 10^–3 с, еже­се­кунд­но мышь про­из­во­дит около де­ся­ти таких щелч­ков. Отражённые от объ­ек­та волны ле­ту­чая мышь вос­при­ни­ма­ет ушами, име­ю­щи­ми срав­ни­тель­но боль­шие раз­ме­ры.

Поток воз­ду­ха, ко­то­рый дви­жет­ся па­рал­лель­но зем­ной по­верх­но­сти, мы на­зы­ва­ем вет­ром. Он воз­ни­ка­ет вслед­ствие не­рав­но­мер­но­го рас­пре­де­ле­ния ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния и на­прав­лен от зоны вы­со­ко­го дав­ле­ния к зоне низ­ко­го дав­ле­ния. Глав­ной при­чи­ной воз­ник­но­ве­ния вет­ров на Земле яв­ля­ет­ся раз­ни­ца в тем­пе­ра­ту­ре и плот­но­сти воз­ду­ха над раз­ны­ми об­ла­стя­ми её по­верх­но­сти. Вслед­ствие не­пре­рыв­но­го из­ме­не­ния дав­ле­ния во вре­ме­ни и в про­стран­стве ско­рость и на­прав­ле­ние ветра также по­сто­ян­но ме­ня­ют­ся.

Ско­рость ветра на ме­тео­стан­ци­ях боль­шин­ства стран мира из­ме­ря­ют на вы­со­те 10 м над уров­нем земли и усред­ня­ют за 10 мин. Про­стым устрой­ством для опре­де­ле­ния на­прав­ле­ния ветра яв­ля­ет­ся флю­гер. При­бо­ра­ми, пред­на­зна­чен­ны­ми для из­ме­ре­ния ско­ро­сти ветра, слу­жат раз­но­об­раз­ные ане­мо­мет­ры, в ко­то­рых при­ме­ня­ют­ся чаши или про­пел­ле­ры, спо­соб­ные вра­щать­ся. Флю­гер-ане­мо­метр Г.-И. Виль­да  — про­стей­ший при­бор, поз­во­ля­ю­щий од­но­вре­мен­но опре­де­лить на­прав­ле­ние и ско­рость ветра. О силе ветра или его ско­ро­сти судят по от­кло­не­нию вет­ро­вой доски. От­кло­не­ние вет­ро­вой доски под дей­стви­ем ветра за­ме­ча­ют по но­ме­ру штиф­та (рис. 2). На рис. 1 пред­став­ле­ны зна­че­ния для от­кло­не­ний доски раз­ме­ром 150 мм × 300 мм и мас­сой 200 г.

Какой дует ветер, уме­рен­ный или очень креп­кий, важно знать не толь­ко мо­ря­кам, иду­щим под па­ру­сом, но и всем жи­те­лям Земли. Так, МЧС круп­ных го­ро­дов пре­ду­пре­жда­ет об опас­но­сти на­хож­де­ния в силь­ный ветер под ре­клам­ны­ми щи­та­ми, по­то­му что ветер спо­со­бен по­ва­лить такой щит.

Си­ло­вое воз­дей­ствие по­то­ка воз­ду­ха плот­но­стью ρ про­пор­ци­о­наль­но ди­на­ми­че­ско­му дав­ле­нию: Так в аэро­ди­на­ми­ке на­зы­ва­ют удель­ную ки­не­ти­че­скую энер­гию воз­душ­но­го по­то­ка. Но ветер тор­мо­зит­ся пря­мо­уголь­ным щитом пло­ща­дью S и об­те­ка­ет его. По­это­му ин­же­не­ры пред­ла­га­ют для та­ко­го щита рас­счи­ты­вать силу дав­ле­ния ветра по фор­му­ле Оче­вид­но, что если ветер уси­ли­ва­ет­ся от лёгкого до уме­рен­но­го, то сила дав­ле­ния может воз­рас­ти в 10 раз. Зная ско­рость ветра, можно рас­счи­тать силу дав­ле­ния, мак­си­маль­ный опро­ки­ды­ва­ю­щий мо­мент, дей­ству­ю­щий на щит, а зна­чит, и тре­бу­е­мую проч­ность кре­пе­жа кон­струк­ции.

Поток воз­ду­ха, ко­то­рый дви­жет­ся па­рал­лель­но зем­ной по­верх­но­сти, мы на­зы­ва­ем вет­ром. Он воз­ни­ка­ет вслед­ствие не­рав­но­мер­но­го рас­пре­де­ле­ния ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния и на­прав­лен от зоны вы­со­ко­го дав­ле­ния к зоне низ­ко­го дав­ле­ния. Глав­ной при­чи­ной воз­ник­но­ве­ния вет­ров на Земле яв­ля­ет­ся раз­ни­ца в тем­пе­ра­ту­ре и плот­но­сти воз­ду­ха над раз­ны­ми об­ла­стя­ми её по­верх­но­сти. Вслед­ствие не­пре­рыв­но­го из­ме­не­ния дав­ле­ния во вре­ме­ни и в про­стран­стве ско­рость и на­прав­ле­ние ветра также по­сто­ян­но ме­ня­ют­ся.

Ско­рость ветра на ме­тео­стан­ци­ях боль­шин­ства стран мира из­ме­ря­ют на вы­со­те 10 м над уров­нем земли и усред­ня­ют за 10 мин. Про­стым устрой­ством для опре­де­ле­ния на­прав­ле­ния ветра яв­ля­ет­ся флю­гер. При­бо­ра­ми, пред­на­зна­чен­ны­ми для из­ме­ре­ния ско­ро­сти ветра, слу­жат раз­но­об­раз­ные ане­мо­мет­ры, в ко­то­рых при­ме­ня­ют­ся чаши или про­пел­ле­ры, спо­соб­ные вра­щать­ся. Флю­гер-ане­мо­метр Г.-И. Виль­да  — про­стей­ший при­бор, поз­во­ля­ю­щий од­но­вре­мен­но опре­де­лить на­прав­ле­ние и ско­рость ветра. О силе ветра или его ско­ро­сти судят по от­кло­не­нию вет­ро­вой доски. От­кло­не­ние вет­ро­вой доски под дей­стви­ем ветра за­ме­ча­ют по но­ме­ру штиф­та (рис. 2). На рис. 1 пред­став­ле­ны зна­че­ния для от­кло­не­ний доски раз­ме­ром 150 мм × 300 мм и мас­сой 200 г.

Какой дует ветер, уме­рен­ный или очень креп­кий, важно знать не толь­ко мо­ря­кам, иду­щим под па­ру­сом, но и всем жи­те­лям Земли. Так, МЧС круп­ных го­ро­дов пре­ду­пре­жда­ет об опас­но­сти на­хож­де­ния в силь­ный ветер под ре­клам­ны­ми щи­та­ми, по­то­му что ветер спо­со­бен по­ва­лить такой щит.

Си­ло­вое воз­дей­ствие по­то­ка воз­ду­ха плот­но­стью ρ про­пор­ци­о­наль­но ди­на­ми­че­ско­му дав­ле­нию: Так в аэро­ди­на­ми­ке на­зы­ва­ют удель­ную ки­не­ти­че­скую энер­гию воз­душ­но­го по­то­ка. Но ветер тор­мо­зит­ся пря­мо­уголь­ным щитом пло­ща­дью S и об­те­ка­ет его. По­это­му ин­же­не­ры пред­ла­га­ют для та­ко­го щита рас­счи­ты­вать силу дав­ле­ния ветра по фор­му­ле Оче­вид­но, что если ветер уси­ли­ва­ет­ся от лёгкого до уме­рен­но­го, то сила дав­ле­ния может воз­рас­ти в 10 раз. Зная ско­рость ветра, можно рас­счи­тать силу дав­ле­ния, мак­си­маль­ный опро­ки­ды­ва­ю­щий мо­мент, дей­ству­ю­щий на щит, а зна­чит, и тре­бу­е­мую проч­ность кре­пе­жа кон­струк­ции.