Ses fiziksel olarak nasıl kaydedilir ? Bu soru 1800'lerde çoğu bilim adamının kendine sorduğu soruydu. Bu yılların sonuna doğru bazı bilim adamları sesleri kayıt eden cihazlar geliştirdiklerini duyursa da kaydedilen sesleri çalacak bir cihazları bulunmuyordu. Bu konuda çalışmalara başlayan Edison, 1877 yılında sesleri hem kaydeden hem de çalabilen bir aygıt geliştirdi. Bu aygıta latince "ses yazıcı" anlamına gelen fonograf (phono-graph) adı verildi. Esasen bu çalışma Edison'un telgraf ve telefon çalışmalarının bir sonucuydu. Edison bu çalışmaları sayesinde sesin özelliklerini tamamen anlamış ve sesin nasıl kaydedilip, çalınabileceğini bulmuştu.

Ses bir enerji türüdür ve mekanik dalga özelliği gösterir. Elektromagnetik dalgaların aksine bu tür dalgaların hareket edebilmesi için bir kütle gereklidir. Bu kütle hava, su veya katı bir madde gibi atomlardan oluşur. Ses kaynakta oluşur oluşmaz buradaki atomlara enerjisini vererek bu atomların titreşmesine neden olur. Titreşmekte olan atomlar diğer atomlarla çarpıştıklarında tekrar enerji aktarımı gerçekleşir ve diğer atomlar da titreşmeye başlar. Bu olay zincirleme bir reaksiyon gibi devam eder. Böylece ses atomlar aracılığı ile yol almış olur. Uzayda sesin yol almaması bu yüzdendir. Çünkü uzayda ses dalgalarını taşıyacak bir kütle yoktur.

Ses ile ilgili çalışmalar yapan Edison ve diğer bilim insanları sesin oluşturduğu titreşimleri fiziksel olarak kayıt edecek bazı fikirler geliştirdi. Temel mantık olarak ses, boru benzeri bir kanal yardımıyla esnek yüzeye iletilir. Esnek yüzey sesin etkisiyle titreşmeye başlar. Ses titreşimleri esnek yüzeyin diğer tarafında bulunan bir metal iğne yardımı ile iğnenin girintiler oluşturabileceği bir yüzeye aktarılır. Böylece her farklı ses titreşimi kendine özgü bir girinti oluşturur ve kayıt işlemi yapılır.

Kaydedilen seslerin çalınması ise kayıt işlemine çok benzer şekildedir. Esnek yüzeydeki iğne kayıt edilmiş yüzeyde hareket ettirilir. Girintiler iğnenin ve iğneye bağlı esnek yüzeyin ileriye geriye hareket etmesini yani titreşmesini sağlar. Bu titreşimler kayıt sırasındaki ses titreşimleri ile tamamen aynıdır. Bu yüzden girintilerin oluşturdukları titreşimler esnek yüzeyde daha önce kaydedilen seslere dönüşür.

Edison'un buluşu olan fonograf bu mantık ile geliştirilmiştir. Edison, alimünyum folyoyu silindir şeklindeki dönen bir sisteme eklemiş, kayıt sırasında titreşen yüzeydeki iğne, alüminyum folyo üzerinde izler bırakmış, döndürme işlemiyle izler tabaka üzerinde düzenli olarak sıralanmıştır. Popüler hale gelen fonograf, ses kalitesinin kötü olması ve kayıt süresinin kısa olması nedeniyle kısa bir sürede popülerliğini yitirmiştir. Bu nedenle Edison fonograf çalışmalarını bırakmak zorunda kalmıştır.

Fonograf'ın icadından yaklaşık 10 sene sonra telefonun mucidi Alexander Graham Bell ve iki meslektaşı, alüminyum folyo yerine parafin kaplı silindir ve daha yumuşak iğne kullanarak ses kalitesini artırmış ve yeni bir patent alarak geliştirdikleri fonografa Grafofon (Grapho-Phone) ismini vermişlerdir. Sonradan döndürme işleminin otomatik olması için kurmalı bir sistem de cihaza eklenmiştir.

Ticari olarak büyük potansiyel görülen ses sistemleri pek çok bilim adamı ve girişimci tarafından geliştirilmiştir. 1892 Almanya doğumlu Amerikalı mucit Emile Berliner fonografı sesleri disk şeklindeki plaklara kaydedecek şekilde geliştirmiş, ayrıca kayıt ve çalma sisteminde yaptığı değişikliklerle ilk gramafon'u (Gramo-Phone) elde etmiştir. Sonraki yıllarda yapılan geliştirmelerle ses kalitesi ve süresi artırılmış, büyük ticari başarı yakalanmıştır.

Son olarak, Edison'un fonografı icat etmesini konu alan "Edison the man" isimli filmin fonograf sahnesini aşağıdan izleyebilirsiniz.