💡 הידעת??
איך לוכדים מוזיקה בתקליט?
היום, בדיוק לפני 148 שנים, ב-19 בפברואר 1878, רשם הממציא תומס אדיסון פטנט על מכשיר מהפכני בשם "פונוגרף" – המכשיר הראשון בהיסטוריה שהצליח גם להקליט קול וגם להשמיע אותו מחדש.
אדיסון השתמש בגליל מסתובב שעליו נחרטו תנודות הקול באמצעות מחט זעירה. זה היה רעיון מבריק, אבל צורת הגלילים הנפחית והמסורבלת תפסה מקום רב והקשתה על האחסון, הם נשחקו בקלות, והיה קשה מאוד לשכפל אותם בכמויות גדולות.
כאן נכנס לתמונה הממציא אמיל ברלינר, שאמר: "למה גליל? בואו נשטח את זה!" ויצר את התקליט.
וכך נולד ה'גרמופון' (הסבא של הפטיפון), שהפך ללהיט.
אז איך הפטיפון מייצר צלילים?
הסוד הוא גם פיזיקלי וגם מתמטי. החריץ שעל התקליט אינו סדרת מעגלים נפרדים, אלא ספירלה אחת ארוכה מהקצה החיצוני אל המרכז. זו ספירלה ארכימדית – צורה שבה המרחק מהמרכז גדל בקצב קבוע ככל שהזווית גדלה.
אבל הקסם האמיתי נמצא בתוך הספירלה הזו.
לאורך החריץ נחרט "ציור" זעיר של גלי הקול המקוריים:
* צליל גבוה (תדר גבוה) יוצר תנודות צפופות יותר לאורך החריץ.
* צליל נמוך (תדר נמוך) יוצר תנודות מרווחות יותר.
* צליל חזק יוצר סטיות גדולות יותר של החריץ.
* צליל חלש יוצר סטיות קטנות יותר.
כאשר המחט של הפטיפון נעה בתוך החריץ, היא רוטטת בדיוק לפי התנודות הללו. הרעידות הופכות למוסיקה שאנחנו שומעים.
בפעם הבאה שאתם רואים בטלפון שלכם הודעה קולית בוואטסאפ, תסתכלו על הקווים הקטנים שזזים (ה-Waveform) - זה בדיוק ה"ציור" המתמטי שאדיסון גילה לפני כמעט 150 שנה!
כל צליל שנחרט בתקליט מייצג גל עם עוצמה ייחודית. הפטיפון 'קורא' את העוצמות הללו דרך המגע הפיזי של המחט בחריץ, ומאפשר לנו להבחין מיד בין צליל חלש לצליל עוצמתי - גם בלי מד עוצמה דיגיטלי.
גם בחידה שלנו אין מד עוצמה, לכן תצטרכו להשתמש בלוגיקה כדי לגלות את שלושת הצלילים בעלי העוצמה הגבוהה ביותר מתוך אוסף הצלילים, אבל הפעם הכל תלוי בכם ובסדרת ההשמעות שתבחרו לעשות.
מוזמנות ומוזמנים לפתור את החידמטיקה בתמונה המצורפת.
רעי עודד חזני, תלמיד שכבה ו' בבר אילן, ניגש לבעיה בצורה שיטתית ובנה 'מפת דרכים' לסינון הצלילים, שבכל שלב משאירה רק את אלו שיכולים תיאורטית להתברג בשלישייה הראשונה, עד להגעה לסבב המכריע:
"1. שמעתי 5 צלילים וסידרתי אותם מגבוה לנמוך. חזרתי על הפעולה הזו, כל פעם על צלילים שונים. עד לשלב זה ביצעתי 5 סבבי השמעה.
2. שמעתי את הצליל הגבוה בכל קבוצה, סך הכל 5 צלילים בסבב אחד.
3. הבנתי ששני הצלילים הכי נמוכים בסבב האחרון מייצגים את הקבוצה שלהם ולכן כל הקבוצה שלהם בטוח לא בשלושת המקומות הראשונים. המקום הראשון מתוך "ראשי הקבוצות" הוא בטוח הכי גבוה מכל הקבוצות.
הבנתי שהיחידים שיכולים להיות בשני המקומות הנותרים הם:
- המקום השני בקבוצה של ההכי גבוה
- המקום השלישי בקבוצה של ההכי גבוה
- המקום השני מתוך חמשת "ראשי הקבוצות"
- המקום השני בקבוצה של השני הכי גבוה מתוך חמשת "ראשי הקבוצות"
- המקום השלישי מתוך חמשת "ראשי הקבוצות"
4. השוואתי בין חמשת האלו ולקחתי את השניים הכי גבוהים מתוכם, זהו סבב שמיעה מספר 7 ואני יודע בוודאות מיהם שלושת המובילים".
_________________________
שליו לוז, תלמיד שכבה ז' בגבעתיים, השתמש בשיטת הפסילה. במקום לחפש רק את מי להשאיר, הוא התמקד במי שאפשר 'לסלק' מהמשוואה כדי לצמצם את מרחב האפשרויות. הניתוח שלו מראה בדרך השלילה שכל מה שמעבר לשישה צלילים ספציפיים פשוט לא יכול להיות בטופ-3 מבחינה לוגית:
"יש 25 צלילים אפשר לבדוק 5 כל פעם, אז זה די ברור שזה יותר מ5.
מחלקים את זה ל5 קבוצות עם 5 צלילים ואת 2 הצלילים החלשים ביותר מסלקים מהקבוצות (15 נשארו).
את החזק ביותר בכל קבוצה משמיעים זה נגד זה ומדרגים אותם (אני אקרא להם ראשון, שני ושלישי) ועוד פעם מסלקים את הקבוצות של ה2 הכי חלשים. (זאת הבדיקה ה6) אחרי זה נשארנו עם 9, אפשר להוריד את 2 הצלילים בקבוצה של השלישי כי הם לא יכולים להיות מקום 3.
מסלקים את מקום 3 של הקבוצה של השני.
כך יש 6. אנחנו יודעים שהראשון הוא ללא ספק הצליל הכי חזק, לכן אני מציב את ה5 האחרים לסבב גמר אחרון (7). מכאן המקום ראשון בגמר הוא הצליל השני הכי חזק והמקום שני הוא הצליל השלישי הכי חזק".
_________________________