مخابرات

مقدمه

فعالیت مناسب شبکه­های مخابراتی به دلیل وجود تکنولوژی­هایی است که عموما از دید کاربران آن مخفی است. این بخش چگونگی کارکرد این تکنولوژی­های کلیدی و هم­چنین جایگاه آن­ها را در شبکه مخابراتی نشان می­دهد.

تکنولوژی­های مورد بحث عبارتند از:

تکنولوژی­های دسترسی

روش مرسوم دسترسی به شبکه مخابراتی با به کارگیری سیم مسی با توان عملیاتی پایین، خط دیجیتال مشترک (DSL) پرسرعت، اتصالات کابلی و رادیویی بی­سیم صورت می­گیرد.

انتقال آنالوگ

این تکنولوژی در بخش­هایی از شبکه که ارتباط منزل یا محل کار را به مرکز سوئیچ شرکت مخابرات فراهم می­کند و هم­چنین در بعضی از قسمت­های ارتباطات موبایل وجود دارد.

انتقال دیجیتال

این تکنولوژی اولین بار زمانی معرفی شد که در سال 1960 تجهیزات سیم مسی برای اتصال مراکز سوئیچ به یکدیگر به کار می­رفت. پیامد این تکنولوژی، شبکه­های فیبر نوری در سال 1970 و شبکه­های بی­سیم در سال 1990 بود.

انتقال دیجیتال از نرخ بیت زیاد صوت، دیتا و شبکه­های اینترنت پشتیبانی می­کند.

انتقال بی­سیم

مخابرات بی­سیم در تمام اطراف ما وجود دارد. با هر کس و در هر زمان می­توان در خیابان، بازار و مغازه تماس گرفت. مفهوم سلولی استفاده مجدد فرکانس (Frequency Reuse) استفاده از مخابرات بی­سیم در تمام دنیا را ممکن ساخته است.

انتقال نوری

استفاده از تجهیزات فیبر نوری در تمام دنیا فراگیر شده و این تکنولوژی، انتقال دیجیتال با نرخ بیت زیاد و هم­چنین انتقال سیگنال­های آنالوگ را پشتیبانی می­کند.

سوئیچ در شبکه

سابقه این تکنولوژی حدود یک صد سال است و امکان اتصال مشترکین را در هر گوشه دنیا فراهم می­کند. سوئیچ­های امروزی از دو تکنولوژی استفاده می­کنند.

سوئیچ مداری دیجیتال (Digital circuit switching)

سوئیچ­های مداری بیشتر برای شبکه­های صوتی استفاده می­شوند.

سوئیچ پاکتی دیجیتال (Digital packet switching)

تکنولوژی­های پاکتی برای مسیردهی دیتا و ترافیک اینترنت شبکه­های مخابراتی به کار می­روند. این کار باعث می­شود سوئیچ­های مداری برای ترافیک­های کوتاه­مدت مانند صوت و فاکس آزاد شوند.

مالتی پلکس

سوئیچ هزاران مشترک در یک زمان و هم­چنین سیستم­های انتقالی که تا 10 گیگا بیت اطلاعات را در یک ثانیه حمل می­کنند به دلیل وجود تکنولوژی مالتی پلکس کردن می­باشد. وجود این تکنولوژی این امکان را می­دهد که اطلاعات بیشتر و بیشتری روی یک سیستم قرار دهیم.

دسترسی به شبکه چگونه صورت می­گیرد؟

دسترسی عبارت است از مسیری که شما را به یک شبکه متصل می­کند و به شش روش اصلی صورت می­گیرد.

1- از یک خط مشترک آنالوگ در محل سکونت یا محل کار

2- از یک خط مشترک دیجیتال در محل سکونت یا محل کار

3- از طریق یک مرکز تلفن خصوصی (PBX) در محیط­های کار

4- از طریق سوئیچ پاکتی در محیط­های کار

5- از یک مودم کابلی در محل سکونت یا محل کار

6- به وسیله دسترسی بی­سیم با استفاده از تلفن کابل محل یا کامپیوتر کیفی

شماره­گیری از طریق خط مشترک آنالوگ

اگر در منزل هستید احتمال دسترسی شما به یک سایت اینترنت از طریق آن­چه که خط مشترک نامیده می­شود میسر شده است. این خط از یک مجموعه زوج سیم به هم تابیده مسی (mm-22 AWG6/) یا (AWG24mm-4/) تشکیل شده است که تلفن شما را به سوئیچ مداری مرکز متصل می­کند.

از طریق این زوج سیم، سرعت دریافت (Download-53Kb/s) و سرعت ارسال 6/33 کیلوبایت بر ثانیه امکان­پذیر است. محدودیت این سرعت­ها به دلیل وجود پدیده هم­شنوایی می­باشد. از آن­جا که خط مشترک مرسوم فقط انتقال آنالوگ را پشتیبانی می­کند برای انتقال دیتا، باید از مودم استفاده کرد.

ممکن است دسترسی شما به شبکه از طریق سیستم مالتی پلکس کننده صورت گرفته باشد. سیستم مالتی پلکس کننده سیستم دیجیتالی است که امکان ارسال چندین کانال را هم­زمان روی حامل T1 یا امکانات فیبر نوری فراهم می­کند.

با استفاده از مالتی پلکس، تعداد خطوط فیزیکی تلفن آنالوگ که به مرکز سوئیچ متصل می­شوند کاهش می­یابد.

امروزه این سیستم­ها، سرویس­های دیگری شامل ISDN و داده­های دیجیتال را پشتیبانی می­کند. از آن جا که ارتباط تلفن محل سکونت به سیستم مالتی پلکس به صورت آنالوگ است، برای انتقال دیتا، باز هم باید از مودم استفاده کرد.

سرعت بیشتر با استفاده از خطوط مشترک دیجیتال

با استفاده از خطوط مشترک دیجیتال (DSL) سرعت­های ارتباط بیش از Kb/s56 میسر می­شود. به این روش دسترسی، دسترسی خطوط خصوصی نیز گفته می­شود.

نسخه­های متعددی از تکنولوژی خط مشترک دیجیتال وجود دارد و اصطلاح Xdsl به منظور اشاره به کل گروه ابداع گردیده است. برای هر یک از این تکنولوژی­ها توضیحات مختصری ارائه می­شود:

7- (Line- ADSL Asymmetric Digital Subscriber) سرعت دریافت kb/s32 تا Mb/s 8192 و سرعت ارسال Kb/s640 از طریق ز.ج سیم به هم تابیده مس میسر می­شود.

این تکنولوژی برای دسترسی به اینترنت، ویدئو مبتنی بر درخواست (VOD) ویدئو ساده و دسترسی دور دست LAN به کار می­رود.

8- Digital Subscriber line- DSLدر سرعت ماکزیمم Kb/144 برای خطوط مشترکین ISDN به کار می­رود. ISDN برای مخابرات صوت و دیتا استفاده می­شود.

9- (High- bit rate DSL- HDSL) برای نرخ متقارن دیتا تا سرعت Mb/s1544  به صورت Full duplex برای سرویس­های معادل T1/E1 و یا در سرعت Mb/s248به صورت Duplex با دو زوج سیم برای خطوط مشترکین و یا سرعت Mb/s248با سه زوج سیم برای سرویس­های WAN دسترسی LAN یا دسترسی سرور به کار می­رود.

10- (Rate adaptive ADSL- RADSL) یک نسخه از ADSL است که مودم آن در شروع کار، خط را تست کرده و نرخ دیتا را به صورت ضرایبی از Kb/s32 بر حسب حداکثر توان عملیاتی قابل حصول خط، تنظیم می­کند.

11- (Single line DSL- SDSL) کانال­های دومسیره را روی یک زوج سیم مسی ارائه می­کند. سرعت­های دسترسی Mb/s 1544 یا Mb/s248را برای خط مشترک به صورت duplex فراهم می­کند.

12- (Very high-bit rate DSL- VDSL) سرعت دریافت Mb/ 9/12 تا Mb/s8/52 و سرعت ارسال Mb/s5/1 تا Mb/s 3/2 را فراهم می­کند. البته حداکثر فاصله به 300 تا 1400 متر محدود شده و احتیاج به کابل فیبر نوری دارد. برای دسترسی از طریق زوج سیم مسی در حال توسعه است.

13- (DSL- VADSL Very high- bit rate asymetric) که در سرعت­های VDSL کار می­کند.

14- (Universal ADSL) اصطلاحی است که یک گروه از پیشگامان صنایع مخابرات، شبکه و کامپیوترهای شخصی به کار می­برند و هدف از آن دسترسی به اینترنت با قیمت مناسب و نرخ بیت زیاد می­باشد. این تکنولوژی نوعی ADSL است که در طرف مشترک، احتیاج به شکاف­دهنده (Splitter) برای جدا کردن سیگنال­های صوت از سیگنال­های دیجیتال رشته دیتا نمی­باشد. این روش یک ADSL از نوع Plug & Play ارائه می­کند که کاربر به سادگی کامپیوتر خود را به خط مذکور متصل کرده و از سرویس­های آن استفاده می­کند. این تکنولوژی نرخ بیت کمتری نسبت به ADSL موجود ارائه می­کند اما باز هم بیش از 25 بار سریع­تر از مودم­های Kb/s 56 فعلی است.

به علت توان عملیاتی زیاد DSLهایی که در سرعت­های Kb/s56 تا Kb/s144 کار می­کنند می­توانند به سوئیچ­های مداری وصل شوند اما در دفاتر مرکزی ارائه­دهندگان سرویس­های مخابراتی به علت توان عملیاتی زیاد، DSLها به سوئیچ­های پاکتی متصل می­شوند.

دسترسی از طریق یک مرکز سوئیچ اختصاصی (PBX) یا سوئیچ پاکتی

ممکن است در محل کار شما از یک سوئیچ اختصاصی (PBX) استفاده شود که در واقع یک سوئیچ مداری با کارکردهای مختلف است:

1- اولا این سوئیچ به شما این امکان را می­دهد که تنها با گرفتن چهار شماره با دیگر کارکنان تماس بگیرید.

2- ثانیا این سوئیچ به مرکز تلفن متصل بوده و ارتباط شما را با دیگر نقاط خارج از محل کار برقرار می­کند.

احتمال دارد کامپیوتر شما برای انتقال دیتا به یک سوئیچ پاکتی متصل باشد که:

1- مسیردهی e-mail انتقال فایل یا سرویس­های دیگر دیتا را از طریق یک LAN میسر می­کند.

2- امکان ایجاد شبکه­های (Network- Wan Wide Area) و (Metropolitan Area Network- MAN) را با اتصال به دیگر سوئیچ­های پاکتی فراهم می­کند.

3- به اینترنت یاد دیگر ارائه­دهندگان سرویس­های دیتا متصل است.

دسترسی با استفاده از مودم کابلی

دسترسی به اینترنت با سرعت و پهنای باند زیاد از طریق شبکه­های تلویزیون کابلی (CATV) به وسیله مودم­های کابلی صورت می­گیرد. با این روش دسترسی اینترنت مناطق مسکونی که برای کمپانی­های تلویزیون­های کابلی، سیم­کشی شده­اند میسر می­شود.

دو کلاس مختلف مودم کابلی وجود دارد:

1- مودم­های هایبرید فیبر- کواکس (HFC)

2- مودم­های یک طرفه

مودم­های هایبرید فیبر- کواکس، تجهیزات دوطرفه­ای می­باشند که روی کابل­های HFC عمل کرده و حدود 10 تا 12 میلیون خانه را در آمریکا سرویس می­دهند. مودم یک­طرفه، قدیمی­تر بوده و روی کابل­های مرسوم کواکسیال تلویزیون عمل می­کند و فعلا بیش از 50 میلیون خانه را سرویس می­دهند. مودم­های HFC دارای سرعت دریافت اطلاعات Mb/s3 تا Mb/s 30 و سرعت ارسال اطلاعات Kb/s 128 تا Mb/s10 می­باشند. یک نرخ نمونه دیتا حدود Mb/s4 است. مودم­های کابل کواکسیال یک طرفه دارای سرعت دریافت تا Mb/s2 بوده و برای کامل کردن ارتباط، در قسمت لینک ارسال اطلاعات احتیاج به یک مودم شماره­گیری (dial-up) دارد و پهنای باند بین تمام کاربران یک سگمنت کابل مشخص به صورت مشترک می­باشد.

اگر CATV خراب شود دسترسی تمام کاربران آن خط آسیب می­بیند در حالی که خرابی ADSL فقط بر یک مشترک اثر می­گذارد اما با این حال مودم­های کابلی مبتنی بر شبکه­های HFC رقیبی برایتکنولوژی ADSL می­باشد.

انتقال آنالوگ

ابتدا چگونگی عملکرد یک گوشی تلفن را بررسی می­کنیم:

1- با برداشتن گوشی تلفن، یک مدار الکتریکی در تلفن بسته شده و از تلفن شما به سوئیچ مرکز تلفن شرکت مخابرات یک جریان مستقیم با ولتاژ کم جاری می­گردد. این جریان مستقیم، جریان حامل (Carrier current) نامیده می­شود.

2- با شروع صحبت، امواج صوتی تولید شده توسط حنجره شما به دیافراگم میکروفون کوچک گوشی تلفن ضربه شده و باعث نوسان آن می­گردد.

3- نوسان دیافراگم، یک مدار الکتریکی را در گوشی تلفن باز و بسته کرده و جریانی الکتریکی تولید می­کند که فرکانس آن تقریبا همان فرکانس امواج صوتی شما می­باشد. این جریان الکتریکی با امواج صوتی تولید شده توسط حنجره شما مشابه (Analogous) بوده و به این دلیل به این سیگنال، سیگنال آنالوگ گفته می­شود.

4- این سیگنال آنالوگ، روی جریان حامل خط مشترک آنالوگ از تلفن شما به مرکز منتقل می­گردد. در آن جا به سیگنال دیجیتال (DS0) تبدیل شده و سپس از طریق شبکه تلفن به مقصد مورد نظر شما سوئیچ می­شود.

اغلب منازل و بسیاری از مراکز تجاری با استفاده از خطوط تلفن آنالوگ به دیگر نقاط دنیا متصل هستند.

در مرکز تلفن گیرنده، مراحل برعکس است:

1- یک رمزگشا یا دیکودر در مرکز تلفن گیرنده، سیگنال­های دیجیتال را از سوئیچ دریافت کرده و آن­ها را به سیگنال آنالوگ تبدیل می­کند.

2- سیگنال آنالوگ از طریق خط مشترک آنالوگ به شخص مورد نظر شما منتقل می­شود.

3- سیگنال الکتریکی دریافتی باعث نوسان دیافراگم گوشی تلفن گیرنده می­شود.

4- امواج صوتی تولید شده در گوشی، توسط گوش شنونده شنیده می­شود.

اتصال کامل شده است.

سیگنال آنالوگ چگونه است؟

به سیگنال آنالوگ، شکل موج پیوسته نیز گفته می­شود و برخلاف سیگنال­های دیجیتال گسسته (صفر و یک­ها) سیگنال­های آنالوگ یک الگوی پیوسته­ای از چندین فرکانس و دامنه دارند.

تارهای صوتی انسان می­تواند امواج صوتی در محدوده 50 هرتز تا 5000 هرتز تولید کند.

در دهه 1920 دانشمندان متوجه شدند که عمده انرژی سیگنال صحبت در محدوده فرکانسی 4000 هرتز است و برای درک سیگنال­های دریافتی و تشخیص گوینده لزومی به ارسال تمام سیگنال صحبت از طریق شبکه تلفن نمی­باشد.

در نتیجه به جای انتقال کل انرژی صحبت انسان، سیگنال از یک فیلتر میان گذر عبور داده شده و تمام سیگنال­های خارج از محدوده 300 تا 3400 هرتز حذف می­شود. این سیگنال فیلتر شده (خطوط قرمز شکل بالا) می­تواند برای انتقالی کارامد، نسبتا مطمئن و اقتصادی از طریق شبکه تلفن یا دیگر سیگنال­های آنالوگ تسهیم فرکانس (Frequency multiplexed) شود.

هر صوتی که با عبور از فیلتر فوق، کیفیت آن خیلی افت نکند را می­توان از طریق سیم­های تلفن آنالوگ منتقل کرد.

مثلا می­توان یک کنسرت ارکستر سمفونی را ارسال کرد اما شاید کیفیت صوت دریافتی راضی کننده نباشد انا در مورد اپرا که با صداهای زیر اجرا می­شود انرژی صوتی حتی به محدوده 1000 هرتز نیز رسیده و پس از فیلتر شدن، کیفیت صوت دریافتی ابدا رضایت­بخش نخواهد بود.

اجتناب از نویز در انتقال آنالوگ

تا سال 1962 همه شبکه­های تلفنی از نوع سیستم­های آنالوگ بودند. یکی از دلایل اولیه برای جایگزین کردن انتقال آنالوگ با انتقال دیجیتال، مشکل اعوجاج حاصل از نویز بود.

نویز، تداخل الکترومغناطیس ناشی از دیگر منابع مانند خطوط برق، ماشین­های الکتریکی، وسایل منزل و حتی خود شبکه تلفن می­باشد. سیگنال آنالوگ که یک شکل موج پیوسته با فرکانس و دامنه متغییر است با عبور از شبکه در اثر اعوجاج نویز، آسیب دیده و از شکل اصلی خارج می­شود.

تکنیک­های پیشرفته­ای برای اجتناب از نویزهای ناخواسته ایجاد شده­اند اما روشی برای جدا کردن نویز از سیگنال آنالوگ وجود دارند و در هر حال نویز باعث کاهش کیفیت صحبت و یا دیتای انتقالی از طریق شبکه می­گردد.

تکرار کردن سیگنال­های آنالوگ

اگر یک سنگ کوچک را در دریاچه یا حوض آب بیاندازید می­بینید که امواج حاصل به تدریج که از نقطه اصابت دور می­شوند، تضعیف می­گردند.

این مورد برای امواج الکتریکی نیز صادق بوده و سیگنال­هایی که از طریق شبکه حرکت می­کنند پس از چند کیلومتر تضعیف شده و انرژی خود را از دست می‏دهند و در نتیجه بایستی تکرار شوند

برای تشخیص این‏که سیگنال‏های آنالوگ تضعیف شده‏اند و همچنین تکرار آن‏ها برای قسمت طولانی بعدی، از تکرار کننده‏های الکتریکی استفاده می‏شود. اما از آن‏جا که برای جدا کردن نویز سیگنال آنالوگ، نسبت سیگنال به نویز، سریعا کاهش یافته و در نتیجه فاصله بین تکرار کننده‏ها کاهش می‏یابد. اما برعکس، یک سیستم دیجستال دارای دامنه و فرکانس ثابت است

اگر چه سیستمک دیجیتال نیز مشکلات نویز و تضعیف را دارد اما تصحیح این مسائل خیلی ساده‏تر است چون بایستی فقط پالس‏های با دامنه‏ی ولتاژ مشخص متناظر کدهای باینری برای نوسازی تشخیص داده شوند.

مزایا و معایب سیستم آنالوگ

مزایای سیگنال آنالوگ

از مزیت‏های که سیگنال آنالوگ دارند می‏توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- با سوئیچ‏های الکترومکانیکی و سپس الکترونیکی نیمه اول قرن بیستم سازگار بودند.

2- طی سال‏های متمادی آزمایش خود را پس داده و سرویس‏های نسبتا مطمئنی ارائه کرده­اند.

3- نصب ساده و نسبتا ارزان دارند.

4- سیگنال­ها می­توانند روی سیم یا کابل کواکسیال، تسهیم فرکانسی شده و یک محیط کارآمد برای اتصال مراکز سوئیچ فراهم کنند.

5- افزایش تقاضای صوت و دیتا با پیشرفت­های تکنولوژیکی انتقال آنالوگ مایکروو برآورده شده است.

معایب سیگنال­های آنالوگ

چندین عیب برای سیگنال­های آنالوگ وجود دارد:

1- این سیگنال­ها مستعد تداخل الکتریکی منابع خارجی مانند خطوط برق، تشعشعات خورشیدی، طوفان­های رعد و برق و هم­چنین نویز ناشی از خود شبکه تلفن می­باشند.

2- انتقال اطلاعات تا حدود 1400 بیت در ثانیه از طریق خط مشترک امکان­پذیر است و توان عملیاتی بیشتر با استفاده از تکنیک­های کدینگ سیگنال و فشرده­سازی صورت می­گیرد.

3- با افزایش استفاده از سوئیچ­های دیجیتال در دهه­های هفتاد و هشتاد میلادی یک نقطه سر به سر اقتصادی اتفاق می­افتد که برچیدن ترانک­های آنالوگ بین مراکز مقرون به صرفه­تر شد.

4- با کاهش هزینه­های الکترونیک دیجیتال در دهه هشتاد، تجهیزات دیجیتالی اقتصادی­تر شد.

5- در شبکه­های صوتی با افزایش تجهیزات فیبر نوری در دهه­های هشتاد ونود، تجهیزات آنالوگ دیگر قادر نبودند از لحاظ توان عملیاتی، قابلیت اطمینان و سرویس­دهی رقابت کنند.

6- در شبکه­های دیتا نیز توان عملیاتی و نرخ­های خیلی بیشتر سیستم­های دیجیتال و سپس تجهیزات فیبرنوری­ سیستم­های آنالوگ را از گردونه رقابت خارج کردند.

حرکت از انتقال آنالوگ به انتقال دیجیتال

در سال 1962 انتقال T1 دیجیتال بر روی سیم مسی ارائه گردید. در آن سال­ها، به علت هزینه­های زیاد الکترونیک دیجیتال، استفاده از این تجهیزات بین مراکز تلفن و تا حدود 500 کیلومتر مقرون به صرفه نبود. برای فواصل بیشتر شرکت­های تلفن از سیستم­های رادیویی مایکروویو آنالوگ و بعدا دیجیتال استفاده می­کردند. درواقع انتقال راه دور از سیستم­های آنالوگ مبتنی بر سیم مسی شروع و سیر تکاملی خود را با مایکروویو آنالوگ و بعدا دیجیتال ادامه داد. با گسترش و توسعه کابل­های فیبر نوری در سال 1977 و با ارائه تجهیزات کامل دیجیتال فیبر نوری. سیستم­های انتقال سریع، تکاملی بیشتری پیدا کردند.

در قسمت سوئیچ، تا سال 1974 که سوئیچ دیجیتال ارائه گردید، سوئیچ­های تلفن فقط از سیگنال­های آنالوگ استفاده می­کردند و بعدها با کاهش هزینه­های تولید سوئیچ­های دیجیتالی، جایگزینی ترانک­های انتقال آنالوگ با تجهیزات دیجیتال مقرون به صرفه- تر شد.

انتقال اطلاعات روی خطوط آنالوگ

در صورتیکه از یک مودم روی خط مشترک آنالوگ استفاده شود به دلیل وجود هم شنوایی (Crosstalk) تداخل نویز درمرکز تلفن- انتقال دیتا نمی­تواند با سرعت Kb/s56 صورت گیرد. با استفاده از مودم­های V.90 سرعت ارسال دیتا به حدود، Kb/s 6/33 و سرعت دریافت به Kb/s 53 محدود می­شود البته مودم­های جدیدتر V.92 سرعت ارسال دیتا را حدود 50% افزایش می­دهند. در صورتی شمااز یک خط اختصاصی دیجیتال دائمی (Kb/S56(Leased line استفاده می‏کنید، می‏توانید با سرعت kb/S56 اطلاعات را ارسال کنید. سیگنال دیجیتال ارسالی شما از طریق خط اختصاصی به مرکز تلفن رسیده و از طریق سوئیچ دیجیتال و سپس شبکه منتقل می‏شود در طرف دیگر، سوئیچ محلی دریافت کننده، گیرنده نهایی را تشخیص می‏دهد و در صورتی‏که کیرنده دارای خط آنالوگ باشد اطلاعات دیجیتال را به آنالوگ تبدیل کرده و آن‏ها را از طریق خط مشترک به مودم گیرنده ارسال می‏کند.

اطلاعات آنالوگ توسط مودم گیرنده به سیگنال‏های دیجیتال تبدیل شده و به کامپیوتر ارسال می‏گردد. در صورتی‏که وضعیت خط مشترک مناسب باشد و گیرنده از مودم 90.V استفاده کند می‎‏تواند با سرعت Kb/s 53 اطلاعات ارسالی شما را دریافت کند و اگر از مودمی غیر از90.V استفاده می‏کنند، مودم گیرنده و مودم مرکز تلفن اطلاعاتی را به یکدیگر رد و بدل کرده و حداکثر سرعت ممکن تبادل اطلاعات را به دست می‏آورند.

سیگنال‏های آنالوگ در چه بخش‏های شبکه مخابراتی وجود دارند؟

در بعضی از مراکز سوئیچ و سیستم‏های انتقال دنیا هنوز از سیگنال‏های آنالوگ استفاده می‏شود که به تدریج با تجهیزات دیجیتال در حال جایگزین شدن می‏باشند.

امروزه سیگنال‏های آنالوگ در دوبخش عمده شبکه‏های مخابراتی پیشرفته وجود دارند.

1. خط مشترک محلی- آن بخش از شبکه تلفن که مشترکین منازل و مرکز تلفن متصل می‏کند. در این بخش هنوز احتیاجات دسترسی شبکه اکثر مشترکین با انتقال آنالوگ برآورده می‏شود. البته این بخش نیز در حال دگرگونی است اغلب منازل و تعداد زیادی از مراکز تجاری کوچک با خط مشترک آنالوگ به دیگر نقاط دنیا متصل هستند.

2. تلفن‏های موبایل سلولی- در اوایل 1980 که نصب می‏شدند همگی آنالوگ بودند. این سیستم‏های سلولی قدیمی، امروزه با تجهیزات سلولی دیجیتال در حال جایگزینی هستند. از دلایل عمده جایگزینی، قیمت مناسب، هزینه‏های نگهداری کم و نیازهای جدید مشتریان مانند دیتای بی‏سیم است.

چه موقع سیگنال‏های آنالوگ کنار گذاشته می‏شوند؟

تا همین چند سال اخیر، انتقال آنالوگ در حلقه محلی (Local Loop برای سرویس‏های تلفن قدیمی ساده (POST) کارآمد، مقرون به صرفه و بسیار مطمئن بود. با پیشرفت‏های اینترنت و سرویس‏های دیجیتال، مشتریان سرویس‏های POST بیشتری نیاز دارند اما متقاضی پهنای باند بیشتری نیز هستند که انتقال دیجیتال می‏تواند این نیازمندی‏ها را برآورده کند. تا زمانی که این درخواست‏ها با بکارگیری مودم برای انتقال سیگنال‏های دیجیتال به شکل آنالوگ در نرخ‏های حدود (Kb/S56 آن‏ها راضی نگه دارد فشار زیادی برای جایگزینی انتقال آنالوگ صورت نمی‏گیرد.

از طرفی شرکت‏های مخابراتی در بخش تجهیزات خط مشترک محلی، سرمایه‏گذاری‏های زیادی انجام داده‏اند و مایل هستند که بین سرمایه‏گذاری انجام شده وسرویس‏های جدید مورد نیاز مشتریان یک تعادلی ایجاد کنند.

با افزایش تقاضای نرخ بیشتر انتقال دیتا، ارائه دهندگان سرویس‏های مخابراتی از روش‏های زیر می‏تواند استفاده کنند:

1. خطوط شخصیاختصاصی دیجیتال که می‏تواند توان عملیاتی56 (Kb/S64 و Kb/S و یا بیشتر را ارائه کند.

2. ISDN با نرخ Kb/s144 برای اینترفیس پایه (BRI) که دو سرویسKb/S64 یا کانال حاملB و یک کانالKb/S16 نوعD را بر روی خط مشترک با استفاده از زوج‏سیم مسی ارائه کند.

3. ADSL می‏توواند5،2-1Mb/s را روی بستر زوج سیم مسی ارائه کند.

4.DSL که توان عملیاتی 5،1Mb/s شامل 16 خط تلفن دیتای سرعت بالای اختصاصی و دسترسی به اینترنت روی بستر زوج سیم مسی را ممکن می‏سازد.

5. مودم‏های کابلی می‏توانند نرخ بیت 5،1Mb/s و یا بیشتر را روی کابل کواکیسال ارائه کنند.

خطوط مشترک دیجیتال، دسترسی دیجیتال به شبکه را در سرعت‏های مختلف میسر می‎‏کنند.

6. اتصال بی‏سیم به مراکز تلفن

سرانجام با افزایش نیازمندی‎‏های دیجیتال مشتریان، تمام منازل و مناطق تجاری یک اتصال دیجیتال خواهند داشت.

امداد رساني در انواع حوادث 

برق گرفتگي

داشتن اطلاعات در مورد برق، نحوه نصب وسايل روشنايي و تعمير بعضي از اسباب برقي براي همگان ضروري به نظر مي رسد. آموزش تدريجي اين مسائل از سنين نوجواني يكي از ضروري ترين موارد آموزشي عصر ما تلقي مي شود.

 بدن انسان هادي جريان برق است. اگر بدن انسان به برق اتصال پيدا كند منجر به عبور جريان برق از بدن فرد به زمين خواهد شد. در جريان برق گرفتگي علاوه بر سوختگي پوست كه محل ورود و خروج جريان برق را شامل مي شود بافتها هم دچار آسيب مي شود. اگر جريان برق از قلب عبور كرده باشد منجر به اختلال در سيستم قلب و اگر از مغز عبور كند منجر به مهار مركز تنفس و وقفه تنفسي خواهد شد. 

برق گرفتگي به دو دسته تقسيم مي شود.

۱- با ولتاژهاي بالا

۲- با ولتاژهاي پائين

 در موارد با ولتاژ بالا، حتماً بدن لازم نيست مستقيم با سيم يا كابل برق تماس داشته باشد بلكه ممكن است در فاصله ۲٠ متري هم جريان برق از هوا عبور كند و به بدن فرد منتقل شود و باعث برق گرفتگي شود. در اين موارد هر چقدر ولتاژ برق و رطوبت هوا بالا باشد ميزان انتقال و آسيبي كه به بدن وارد مي شود بيشتر است.

  موارد ولتاژ پائين بيشتر در خانه اتفاق مي افتد. مثلاً فرد از سيم لخت و يا وسايل برقي مخصوصاً آن دسته از وسايل كه در آنها آب ريخته مي شود آسيب مي بيند.ممكن است از طريق كليد برق برق گرفتگي ايجاد شود.

 در برق گرفتگي با ولتاژ پائين بدن فرد دچار لرزش مي شود حال آنكه در موارد با ولتاژ بالا بدليل گرفتگي عضلات، منجر به اتصال دائم با آن وسيله خواهد شد.

 كمكهاي اوليه كه در برق گرفتگي با ولتاژ پائين در منزل مي توانيم انجام دهيم رعايت جوانب احتياط است. مسائلي است كه فرد كمك كننده بايد انها را رعايت كند. بدين ترتيب كه تا وقتيكه جريان برق به مصدوم متصل است نبايد به مصدوم دست بزنيم. ابتدا بايد جريان برق قطع شود كه با قطع كردن فيوز يا كشيدن دو شاخه از پريز ممكن مي شود.

 بعد از قطع جريان برق بايد بدن مصدوم را از اتصال به لوازم برقي جدا كرد. فرد كمك كننده بايد دمپايي لاستيكي به پا كند و يا اگر زمين خيس است از چند روزنامه براي خشك كردن استفاده كند و توسط يك چوب و يا هر چيزي كه غير رسانا است فرد مصدوم را از محل كه برق در آن وجود دارد دور كند.

 بعد از قطع ارتباط برق در ابتدا بايد تنفس مصدوم را كنترل كرد. اگر تنفس نداشت بايد تنفس دهان به دهان انجام شود. بالافاصله بايد ضربان قلب و نبض كنترل شود. در صورتيكه نبض وجود نداشت ماساژ قلبي ضروري است.

 در هر نوع برق گرفتگي شخص بايد به بيمارستان منتقل شود و بايد تا ۲٤ ساعت تحت نظر باشد. البته تا رسيدن به پزشك يكبار تنفس مصنوعي و همچنين ٥ بار ماساژ قلبي لازم است.

در برق گرفتگي با ولتاژ بالا تا زماني كه جريان برق قطع نشده حتي نمي توان به مصدوم نزديك شد چون در فاصله ۶ متري هم ممكن است به فردي كه مي خواهد كمك كند برق منتقل شود.

  نكاتي كه بايد در هنگام صاعقه رعايت شود تا باعث پيشگيري از برق گرفتگي شود:

۱- دوري از درختان و پايه هاي برق

۲- گريز از روي ارتفاعات

۳- خوابيدن روي زمين يا جاي گود

سوختگي هاي الکتريکي

عبور جريان برق از بدن احتمالاً باعث ايجاد جراحتهاي وخيم و حتي مرگ آور مي شود . جريان برق ممکن است از يک منبع توليد برق با ولتاژ پايين ( وسايل الکتريکي خانگي ) يا ولتاژ بالا ( بيش از ۱۰۰۰ ولت - معمولاً در کارخانه ها يا در خيابان ) و يا احتمالاً از صاعقه ( برق زدگي )‌باشد . وقتي جريان برق از نقطه اي وارد بدن مي شود از محل ديگر که در آن بدن با زمين تماس دارد خارج مي شود . نقاط ورود و خروج جريان برق از بدن آسيب مي بيند و آسيب اين نقاط به صورت حفره اي شبيه به محل ورود گلوله به چشم مي خورد . به غير از محل ورود و خروج جريان برق ،‌بافتهايي که در مسير اين دو نقطه قرار دارند نيز تحت تأثير جريان برق و حرارت توليد شده تخريب مي شوند به طوري که هرچه ولتاژ برقي که وارد بدن مي شود بيشتر باشد ، سوختگي ايجاد شده عميق تر و جراحتهاي باقي مانده وخيم تر خواهند بود . علاوه بر اين ،‌ جريان الکتريکي ضمن عبور از بدن در اعصاب ( محيطي و مرکزي ) ، ماهيچه ها و قلب تغييرات شيميايي قابل توجهي ايجاد مي کند و باعث اختلال در واکنش هاي بدن شده و يا به طور کلي باعث توقف آنها مي شود ، در بسياري از موارد اگر چه سوختگي خارجي ( محل ورود و خروج جريان برق ) به طور فريبنده اي کوچک است اما اين مقدار کوچک نبايد پوششي بر آسيب هاي وخيم تر عمقي باشد و ما را به اشتباه بياندازد .ابزار و سيمهاي برق با ولتاژ پايين که در خانه يا محل کار يافت مي شوند مي توانند باعث برق گرفتگي بشوند . اکثر سيمها و ابزار الکتريکي توسط روکش هاي عايق پوشانده شده اند تا انسان تماس مستقيم با برق نداشته باشد . بسياري از برق گرفتگي ها ناشي از خراب بودن کليدها ، سائيده شدن روکش سيمها يا خرابي خود وسيله الکتريکي است . کودکان بيشتر در معرض خطر برق گرفتگي قرار دارند چرا که دوست دارند با کليدها ، سيمها و يا پريزها بازي کنند .

آب يک هادي خوب جريان برق است لذا تماس با وسايل الکتريکي با دست خيس يا زماني که زير پاها خيس است ، خطر برق گرفتگي را افزايش مي دهد .

صاعقه يک منبع طبيعي توليد الکتريسيته ( جريان مستقيم با سرعت و ولتاژ فوق العاده زياد ) است که به طور عادي براي رساندن خود به زمين از نزديکترين زائده بلندي که در آن حوالي وجود دارد استفاده مي کند و اگر شخصي در تماس با ، يا حتي نزديکي به يک زائده طبيعي مانند درخت ، برج يا دکل باشد صدمه شديدي خواهد ديد . الکتريسيته توليد شده به وسيله برق آسمان عمرش فوق العاده کوتاه است اما مي تواند موجب مرگ آني ( به علت ايست قلبي - تنفسي ) يا حداقل سبب به آتش کشيدن لباس شخص شود ( اما صدمات بافتهاي عمقي به نسبت سبکتر است ) . بنابراين در زمان رعد و برق بايد به سرعت از محلهاي خطرناک دور شد .

عوارض تهديد کننده جان مصدوم در صدمات الکتريکي

با ورود جريان برق به بدن در اثر انقباضهاي الکتريکي سفت ( کزازي شکل ) عضلات تنفسي يا آسيب مراکز تنفسي در مغز ( در بصل النخاع ) ايست تنفسي عارض مي شود و پس از مدتي قلب نيز از حرکت مي ايستد . البته اگر جريان برق از خود قلب نيز عبور کرده باشد با ايجاد انقباضات کرمي شکل و غيرمؤثرو اسپاسموديک در بطن ( فيبريلاسيون بطني ) ايست قلبي اوليه خواهيم داشت . پس از ايست قلبي - تنفسي اگر در عرض ۴ تا ۶ دقيقه عمليات احياء شروع نشود مرگ قطعي و حتمي خواهد بود . اما قبل از شروع عمليات احياء ابتدا بايد تماس مصدوم را با جريان برق از بين ببريم .

قطع جريان کم ولتاژ

معقولترين کار قطع کليد کنتور است . اگر دسترسي سريع به فيوز امکان پذير نبود دو شاخه را از پريز بيرون بياوريد يا سيم روکش دار را بکشيد تا از پريز خارج شود و مطمئن شويد که خود در يک محل بي خطر و سالم قرار گرفته ايد . اگر نتوانستيد جريان برق را به اين ترتيب قطع کنيد روي يک ماده عايق خشک مثل روزنامه يا يک تخته چوبي يا لاستيک بايستيد و با يک وسيله چوبي بلند ( مثل جارو ) منبع برق را از مصدوم دور کنيد . يا اينکه يک طناب را به دور رانها يا دست مصدوم بياندازيد و او را به سمت خود بکشيد تا از منبع دور شود .

توجه کنيد : از به کار بردن وسايل فلزي يا مرطوب يا از تماس با بدن لخت مصدوم کاملاً خودداري کنيد . اگر هيچ راهي وجود نداشت گوشه لباس مصدوم را که خشک است بگيريد و او را بکشيد .

برق گرفتگي با جريانهاي پر ولتاژ

در مواردي که با برق گرفتگي ولتاژ بالا روبرو هستيد به هيچ عنوان به مصدوم نزديک نشويد مگر اينکه از طرف پليس يا شخص مسئولي به شما اطمينان داده شود که مي توانيد به مصدوم نزديک شويد . تماس با برق هاي پرولتاژ در خطوط فشارقوي هوايي معمولاً سبب مرگ آني مي شود . در چنين مواردي ضمن ايجاد سوختگي هاي شديد ، در اثر نيروي ناشي از اسپاسم ناگهاني ماهيچه اي ، مصدوم به مساحتي دورتر از محل تماس پرت مي شود . اگر مصدوم همچنان در تماس با برق مانده بود يا اينکه کمتر از ۱۸ متر از خطوط فشار قوي فاصله داشت هرگز کوشش نکنيد که او را نجات دهيد ، حتي به او نزديک هم نشويد تا اينکه برق به وسيله مسئولين قطع شود چرا که برق فشار قوي حالت قوسي داشته و مي تواند مسافتهاي دور را نيز تحت تأثير قرار دهد در اين موارد مواد عايق ، مانند چوب خشک يا لباس خشک به هيچ وجه حفاظتي براي شما ايجاد نخواهد کرد . بلافاصله به پليس خبر دهيد و اجازه ندهيد کسي به مصدوم نزديک شود و زماني کمک هاي اوليه را شروع کنيد که از طرف مسئولين يا مراجع رسمي به شما اطلاع داده شود که برق قطع شده است .

ارزيابي مصدومين برق گرفتگي

شکايات وعلائم

مصدومي که دچار برق گرفتگي مي شود ممکن است يکي يا تمام شکايات و علائم زير را داشته باشد :

·         سوختگي هاي محل ورود و خروج جريان برق از بدن

·         قطع راههاي عصبي که به صورت فلج اندام تظاهر مي کند .

·         درد و حساس شدن ماهيچه ها

·         افزايش فشار خون يا کاهش فشار خون همراه با علايم و شکايات ناشي از شوک

·         مشکل شدن تنفس  يا ايست تنفسي ( ممکن است زبان ورم کند و راه هوايي را مسدود نمايد)

·         ضربانات نامنظم قلب يا ايست قلبي.

·         بي قراري و تحريک پذيري ، اگر مصدوم هوشيار است .

·         بيهوش شدن .

·         اختلالات بينايي .

·     شکستگي استخوانها ( از جمله ستون مهره ها ) و دررفتگي مفاصل به علت انقباضات شديد عضلات يا پرت شدن .

·         تشنج ( در موارد شديد )

مراقبت از مصدوم

مراحل مراقبتهاي اورژانس

·         مطمئن شويد که خود و مصدوم در يک منطقه بي خطر قرار داريد .

·     براي مصدوم يک راه هوايي مطمئن برقرار کنيد و اگر لازم است ( در موارد ايست قلبي - تنفسي ) عمليات احياي قلبي - تنفسي مقدماتي را شروع کنيد .

·     در صورت وجود ضايعات نخاعي و ستون فقرات ، آسيب هاي سر و شکستگي شديد ، مراقبتهاي اوليه مربوط به آنها را انجام دهيد .

·     سوختگي هاي الکتريکي را ارزيابي کنيد . در جستجوي حداقل دو محل سوختگي خارج باشيد : يکي محل تماس با منبع انرژي الکتريکي و ديگري محل تماس با زمين .

·         محل هاي سوختگي را سرد کنيد .

·         بر روي مناطق سوخته پانسمان استريل خشک قرار دهيد .

·         مراقب شوک باشيد . آن را درمان کرده و اکسيژن با غلظت بالا تجويز کنيد .

·     مصدوم را هر چه زودتر منتقل کنيد . بعضي از عوارض سوختگي ( مثل تورم راههاي هوايي و در نتيجه خفگي ، نارسايي کليه ، اختلالات قلبي و شوک ) شروع تدريجي دارند . بنابراين بايد مصدوم را سريعاً به مرکز مجهز منتقل کرد و او را تحت نظر قرار داد .

توجه کنيد : آسيب هاي الکتريکي سبب تخريب وسيع عضلات شده ، که اين باعث آزاد شدن مواد سمي ( مثل ميوگلوبين ) به داخل خون مي شود . اين مواد از راه خون به کليه ها رسيده و در ادرار ترشح مي شوند و رنگ آن را قرمز مي کنند و از طرفي با رسوب در کليه ها سبب نارسايي کليه خواهند شد . بنابراين براي جلوگيري از اين عارضه به مصدومين برق گرفتگي که ادرار قرمز دفع مي کنند بايد حجم زيادي از مايعات داخل وريدي ( ترجيحاً حاوي بي کربنات سديم ) تزريق کرد تا با شسته شدن کليه ها ، آسيب کليوي تقليل يابد .

تحقیق  در مورد بسم الله الرحمن الرحيم

مقدمه:

قرآن كتاب مقدس و پر ارزشى است كه محصول مغز بشر نيست، مجموعه اى از سخن الهى است كه در مدت 23 سال بوسيله امين وحى خدا بر قلب نازنين پيشواى گرامى اسلام نازل گرديد. كلمات نغز آن سايه روشنهائى حيرت انگيز است كه بلنداى معانى و فصاحت آن از اوج تصور هر خردمند بالاتر است، به حدى كه با آن كه پانزده قرن است فرياد تحدى و مبارزه طلبى آن در جهان طنين انداز است، جهانيان در برابر اين دعوت آن سر در گريبان حيرت فرو برده اند و در مقابل جلال و عظمت بيكران آن مات و مبهوت مانده اند. معانى ظريف آن چون پرتو آينه لرزان و از دسترس ‍ انديشه گريزان است ولى وقتى در دلى افتاد تا ناپديدترين زواياى روان او نفوذ كرده و آن را دربست مجذوب خود مى سازد. تعاليم و رهنمودهاى آن شعله هاى فروزانى از نور الهى است كه در طى سالهاى زياد بر جهان دانش ‍ گرمى و نور پاشيده و بشر هر اندازه در جاده علم به پيش مى رود و از اسرار پيچيده جهان خلقت پرده بر مى دارد چهره پر فروغش درخشان تر و حقيقتش نمودارتر مى شود. با اين همه از همان روز نخست كه اين كلمات از حنجره پاك محمد (صلى الله عليه وآله وسلّم ) در زير سقف نيلگون آسمان جزيرة العرب طنين انداخت و گوش دلها را به خود متوجه ساخت، اهريمنانى انسان نما كه نشر و گسترش آن را مخالف منافع شيطانى خود مى پنداشتند بيكار ننشستند و به تلاشهاى مذبوحانه اى دست زدند، نغمه هاى ناموزونى ساز كردند سحر آشكارش خواندند،اساطير الاولينش گفتند، خيالات پريشانش پنداشتند،افتراء به خدا دانستند و چون از اين راه به مقصود خود نرسيدند به معارضه با آن برخاستند ولى جز رسوائى محصولى به بار نياوردند. پيغمبر اكرم (صلى الله عليه وآله وسلّم ) تا زنده بود كمال مراقبت در حفظ و پاسدارى از دستاوردهاى آن را داشت و به مسلمين توصيه مى فرمود: به اين ريسمان محكم الهى چنگ بزنيد و خود را از چاه ضلالت برهانيد. و در حديثى كه مسلم بين الفريقين است پيغمبر اكرم (صلى الله عليه وآله وسلّم ) فرمود: من دو چيز بزرگ و گرانبها در در ميان شما مى گذارم اگر به اين دو چنگ زده و متمسك شويد هرگز گمراه نخواهيد شد و قطعا نجات مى يابيد، و اين دو يكى قرآن و ديگرى اهل بيت من است .

اين تحقيق سعي دارد كه به بررسي يكي از مهمترين آيات قران بپردازد، آيه اي كه هر سوره( به جز سوره توبه) با آن آغاز مي شود: بسم الله الرحمن الرحيم

گرچه هر چه گفته اند و بگوييم و بگويند، قطره اي بيش نيست از درياي معرفت ازلي چرا كه معروف است على (عليه السلام) از سر شب تا به صبح براى ابن عباس از تفسير بسم الله سخن مى گفت ، صبح شد در حالى كه از تفسير با بسم الله فراتر نرفته بود.

دليل شروع سوره هاي قران با " بسم الله الرحمن الرحيم":

هر كار مهمى كه بدون نام خدا شروع شود بى فرجام است.(رسول اكرم)

ميان همه مردم جهان رسم است كه هر كار مهم و پر ارزشى را به نام بزرگى از بزرگان آغاز مى كنند ، و نخستين كلنگ هر مؤسسه ارزنده اى را به نام كسى كه مورد علاقه آنها است بر زمين مى زنند ، يعنى آن كار را با آن شخصيت مورد نظر از آغاز ارتباط مى دهند .

اين معنا در كلام خداى تعالى نيز جريان يافته ، خداوند متعال كلام خود را به نام خود كه عزيزترين نام است آغاز كرده ، تا آنچه كه در كلامش هست نشانه او را داشته باشد، و مرتبط با نام او باشد، و نيز ادبى باشد تا بندگان خود را به آن ادب ، مودب كند، و بياموزد تا در اعمال و افعال و گفتارهايش اين ادب را رعايت نموده ، آن را با نام وى آغاز نموده ، نشانه وى را به آن بزند، تا عملش خدائى شده ، صفات اعمال خدا را داشته باشد، و مقصود اصلى از آن اعمال ، خدا و رضاى او باشد، و در نتيجه باطل و هالك و ناقص و ناتمام نماند، چون به نام خدائى آغاز شده كه هلاك و بطلان در او راه ندارد. خلاصه اينكه پايدارى و بقاء عمل بسته به ارتباطى است كه با خدا دارد . در تاييد اين سخن حديثي از امام باقر (عليه السلام) نقل مي كنم : سزاوار است هنگامى كه كارى را شروع مى كنيم ، چه بزرگ باشد چه كوچك ، بسم الله بگوئيم تا پر بركت و ميمون باشد .

 گفتن بسم الله در آغاز هر كار هم به معنى استعانت جستن به نام خدا است ، و هم شروع كردن به نام او و اين دو يعنى استعانت و شروع كه مفسران بزرگ ما گاهى آن را از هم تفكيك كرده اند و هر كدام يكى از آن دو را در تقدير گرفته اند به يك ريشه باز مى گردد ، خلاصه اين دو لازم و ملزوم يكديگرند يعنى هم با نام او شروع مى كنم و هم از ذات پاكش استمداد مى طلبم . به هر حال هنگامى كه كارها را با تكيه بر قدرت خداوند آغاز مى كنيم خداوندى كه قدرتش مافوق همه قدرتها است ، سبب مى شود كه از نظر روانى نيرو و توان بيشترى در خود احساس كنيم ، مطمئنتر باشيم ، بيشتر كوشش كنيم ، از عظمت مشكلات نهراسيم و مايوس نشويم ، و ضمنا نيت و عملمان را پاكتر و خالصتر كنيم . و باز روى همين اصل ، تمام سوره هاى قرآن - با بسم الله آغاز مى شود تا هدف اصلى كه همان هدايت و سوق بشر به سعادت است از آغاز تا انجام با موفقيت و پيروزى و بدون شكست انجام شود .تنها سوره توبه است كه بسم الله در آغاز آن نمى بينيم چرا كه سوره توبه با اعلان جنگ به جنايتكاران مكه و پيمان شكنان آغاز شده ، و اعلام جنگ با توصيف خداوند به رحمان و رحيم سازگار نيست .

نقل است كه حضرت نوح (عليه السلام) در آن طوفان سخت و عجيب هنگام سوار شدن بر كشتى و حركت روى امواج كوه پيكر آب كه هر لحظه با خطرات فراوانى روبرو بود براى رسيدن به سر منزل مقصود و پيروزى بر مشكلات به ياران خود دستور مى دهد كه در هنگام حركت و در موقع توقف كشتى بسم الله بگويند ( و قال اركبوا فيها بسم الله مجراها و مرسيها ) ( سوره هود آيه 41 ) . و آنها اين سفر پر مخاطره را سرانجام با موفقيت و پيروزى پشت سر گذاشتند و با سلامت و بركت از كشتى پياده شدند چنانكه قرآن مى گويد : (قيل يا نوح اهبط بسلام منا و بركات عليك و على امم ممن معك) ( سوره هود آيه 48 ) . و نيز سليمان در نامه اى كه به ملكه سبا مى نويسد سر آغاز آن را بسم الله قرار مى دهد ( انه من سليمان و انه بسم الله الرحمن الرحيم ... ) (سوره نحل آيه30 ).

لفظ جلاله " الله":

در لغت، لفظ جلاله الله در اصل ال اله بوده ، كه همزه دومى در اثر كثرت استعمال حذف شده ، و بصورت الله در آمده است ، و كلمه اله از ماده اله است، كه به معناى پرستش مي باشد ، وقتى مى گويند اله الرجل و ياله معنايش اين است كه فلانى عبادت و پرستش كرد.

اما در معني، كلمه الله جامعترين نامهاى خدا است . زيرا بررسى نامهاى خدا كه در قرآن مجيد و يا ساير منابع اسلامى آمده نشان مى دهد كه هر كدام از آن يك بخش خاص از صفات خدا را منعكس مى سازد ، تنها نامى كه اشاره به تمام صفات و كمالات الهى ، يا به تعبير ديگر جامع صفات جلال و جمال است همان الله مى باشد .به همين دليل اسماء ديگر خداوند غالبا به عنوان صفت براى كلمه الله گفته مى شود. مثلا ميگوئيم الله رحمان است، رحيم است، ولى بعكس آن را نميگوئيم، يعنى هرگز گفته نميشود: كه رحمان اين صفت را دارد كه الله است. به نمونه هاي بيشتري در قران توجه كنيد:

غفور و رحيم كه به جنبه آمرزش خداوند اشاره مى كند ( فان الله غفور رحيم - بقره - 226 ) .

سميع اشاره به آگاهى او از مسموعات ، و عليم اشاره به آگاهى او از همه چيز است ( فان الله سميع عليم - بقره - 227 ) .

بصير ، علم او را به همه ديدنيها بازگو مى كند ( و الله بصير بما تعملون - حجرات - 18 ) .

رزاق ، به جنبه روزى دادن او به همه موجودات اشاره مى كند و ذو القوه به قدرت او ، و مبين به استوارى افعال و برنامه هاى او ( ان الله هو الرزاق ذو القوة المتين - زاريات - 58 ) .

و بالاخره خالق و بارء اشاره به آفرينش او و مصور حاكى از صورتگريش مى باشد ( هو الله الخالق البارى المصور له الاسماء الحسنى - حشر - 24 ) .

آرى تنها الله است كه جامعترين نام خدا مى باشد ، لذا ملاحظه مى كنيم در يك آيه بسيارى از اين اسماء ، وصف الله قرار مى گيرند: هو الله الذى لا اله الا هو الملك القدوس السلام المؤمن المهيمن العزيز الجبار المتكبر : او است الله كه معبودى جز وى نيست ، او است حاكم مطلق ، منزه از ناپاكيها ، از هر گونه ظلم و بيدادگرى ، ايمنى بخش ، نگاهبان همه چيز ، توانا و شكست ناپذير ، قاهر بر همه موجودات و با عظمت .

يكى از شواهد روش جامعيت اين نام آنست كه ابراز ايمان و توحيد تنها با جمله لا اله الا الله مى توان كرد ، و جمله لا اله الا العليم ، الا الخالق ، الا الرازق و مانند آن به تنهائى دليل بر توحيد و اسلام نيست ، و نيز به همين جهت است كه در مذاهب ديگر هنگامى كه مى خواهند به معبود مسلمين اشاره كنند الله را ذكر مى كنند ، زيرا توصيف خداوند به الله مخصوص مسلمانان است .

معنی رحمن و رحیم و فرق آن دو:

مشهور در ميان گروهى از مفسران اين است كه صفت رحمان ، اشاره به رحمت عام خدا است كه شامل دوست و دشمن ، مؤمن و كافر و نيكوكار و بدكار مى باشد. زيرا مى دانيم باران رحمت بى حسابش همه را رسيده ، و خوان نعمت بى دريغش همه جا كشيده همه بندگان از مواهب گوناگون حيات بهره مندند ، و روزى خويش را از سفره گسترده نعمتهاى بى پايانش بر مى گيرند، اين همان رحمت عام او است كه پهنه هستى را در بر گرفته و همگان در درياى آن غوطه ورند .

ولى رحيم اشاره به رحمت خاص پروردگار است كه ويژه بندگان مطيع و صالح و فرمانبردار است ، زيرا آنها به حكم ايمان و عمل صالح ، شايستگى اين را يافته اند كه از رحمت و بخشش و احسان خاصى كه آلودگان و تبهكاران از آن سهمى ندارند، بهره مند گردند .

تنها چيزى كه ممكن است اشاره به اين مطلب باشد آنست كه رحمان در همه جا در قرآن به صورت مطلق آمده است كه نشانه عموميت آنست ، در حالى كه رحيم گاهى به صورت مقيد ذكر شده كه دليل بر خصوصيت آن است مانند و كان بالمؤمنين رحيما : خداوند نسبت به مؤمنان رحيم است ( احزاب - 43 ) و گاه به صورت مطلق مانند سوره حمد .

در روايتى نيز از امام صادق (عليه السلام) مى خوانيم كه فرمود : و الله اله كل شيىء ، الرحمان بجميع خلقه ، الرحيم بالمؤمنين خاصة : خداوند معبود همه چيز است ، نسبت به تمام مخلوقاتش رحمان ، و نسبت به خصوص مؤمنان رحيم است از سویى ديگر رحمان را صيغه مبالغه دانسته اند كه خود دليل ديگرى بر عموميت رحمت او است، و رحيم را صفت مشبهه كه نشانه ثبات و دوام است و اين ويژه مؤمنان مى باشد .

شاهد ديگر اينكه رحمان از اسماء مختص خداوند است و در مورد غير او به كار نمى رود ، در حالى كه رحيم صفتى است كه هم در مورد خدا و هم در مورد بندگان استعمال مى شود ، چنانكه درباره پيامبر (صلى الله عليه وآله وسلّم) در قرآن مى خوانيم عزيز عليه ما عنتم حريص عليكم بالمؤمنين رؤف رحيم : ناراحتيهاى شما بر پيامبر گران است، و نسبت به هدايت شما سخت علاقمند است، و نسبت به مؤمنان مهربان و رحيم مى باشد ( توبه - 128 ) .

لذا در حديث ديگرى از امام صادق (عليه السلام) نقل شده : الرحمان اسم خاص ، بصفة عامة ، و الرحيم اسم عام بصفة خاصة : رحمان اسم خاص است اما صفت عام دارد ( نامى است مخصوص خدا ولى مفهوم رحمتش همگان را در بر مى گيرد ) ولى رحيم اسم عام است به صفت خاص ( نامى است كه بر خدا و خلق هر دو گفته مى شود اما اشاره به رحمت ويژه مؤمنان دارد ) .

با اين همه گاه مى بينيم كه رحيم نيز به صورت يك وصف عام استعمال مى شود البته هيچ مانعى ندارد كه تفاوتى كه گفته شد در ريشه اين دو لغت باشد ، اما استثناهائى نيز در آن راه يابد . در دعاى بسيار ارزنده و معروف امام حسين (عليه السلام) بنام دعاى عرفه مى خوانيم : يا رحمان الدنيا و الاخرة و رحيمهما : اى خدائى كه رحمان دنيا و آخرت توئى و رحيم دنيا و آخرت نيز توئى !  سخن خود را در اين بحث با حديث پر معنى و گويائى از پيامبر اكرم (صلى الله عليه وآله وسلّم) پايان مى دهيم آنجا كه فرمود : ان الله عز و جل ماة رحمة ، و انه انزل منها واحدة الى الارض فقسمها بين خلقه بها يتعاطفون و يتراحمون ، و اخر تسع و تسعين لنفسه يرحم بها عباده يوم القيامة ! : خداوند بزرگ صد باب رحمت دارد كه يكى از آن را به زمين نازل كرده است ، و در ميان مخلوقاتش تقسيم نموده و تمام عاطفه و محبتى كه در ميان مردم است از پرتو همان است ، ولى نود و نه قسمت را براى خود نگاه داشته و در قيامت بندگانش را مشمول آن مي سازد .

اين درس را نيز از بسم الله به خوبى مى توان آموخت كه اساس كار خداوند بر رحمت است و مجازات جنبه استثنائى دارد كه تا عوامل قاطعى براى آن پيدا نشود تحقق نخواهد يافت، چنانكه در دعا مى خوانيم يا من سبقت رحمته غضبه : اى خدائى كه رحمتت بر غضبت پيشى گرفته است . انسانها نيز بايد در برنامه زندگى چنين باشند ، اساس و پايه كار را بر رحمت و محبت قرار دهند و توسل به خشونت را براى مواقع ضرورت بگذارند ، قرآن 114 سوره دارد ، 113 سوره با رحمت آغاز مى شود ، تنها سوره توبه كه با اعلان جنگ و خشونت آغاز مى شود و بدون بسم الله است !

تفسیر ادبی و عرفانی "بسم الله الرحمن الرحیم"

نزد اهل عرفان: ب بهار خدا و سین سنای خدا و میم مُلک خدا.

نزد اهل معرفت: ب بهای احدیت، سین سنای صمدیت، میم مُلک الوهیت.

نزد اهل ذوق: ب بّر با اولیاء، سین سّر با اصفیاء، میم منت بر اهل ولاء، ب بّر او با بندگان، سین سّر او با دوستان، میم منت او بر مشتاقان.

آغاز کتاب خدا بر نام الله و رحمن و رحیم از آن جهت است که همه معانی در آن سه نام جمع است و آن معانی سه قسم است: قسمی جلال و هیبت و آن در نام الله است، قسمی نعمت و تربیت و آن در نام رحمن است، قسمی رحمت و مغفرت و آن در نام رحیم است!

معنی دیگر آنست که در آن زمان که خداوند پیغمبر را به خلق فرستاد مردم سه گروه بودند: بت پرستان، جهودان، ترسایان.

گروه نخست نام آفریننده را الله می دانستند و این نام در میان آنان مشهور بود، گروه دوم نام او را رحمن می دانستند و در تورات مذکور، گروه سوم نام او را رحیم می دانستند و نزد آنان در انجیل معروف است.

اینکه آغاز به نام الله و بعد رحمن و سپس رحیم شده. جهت آنست که سرآغاز همه، آفرینش است و بعد قدرت و پرورش و سپس رحمت و آمرزش. یعنی که به قدرت بیافریدم و به نعمت بپروریدم و به رحمت بیامرزیدم!

منابع:

1-تفسیر نمونه اثر آيت الله ناصر مكارم شيرازي

2- تفسیر المیزان اثر علامه سيد محمد حسين طباطبايي

3- قرآن هرگز تحريف نشده اثر استاد علامه حسن حسن زاده آملى

4- تفسير ادبي و عرفاني قران اثر خواجه عبدالله انصاري( از وبلاگ كلئوپاترا دختر فيليپ)

آلومینیوم

ویژگیهای قابل توجه

کاربردها

تاریخچه

پیدایش و منابع

ایزوتوپها

هشدارها

املاء

منابع

اتصالات خارجی

تولیدصنعتی آلومینیوم

آلومینیومعنصرشیمیایی است که درجدولتناوبی دارای علامت AL وعدداتمی 13 می باشد . آلومینیوم که عنصری نقره ای و انعطاف پذیر است عمدتأ به صورتسنگ معدنبوکسیت یافت می شود و از نظرمقاومتی که در برابراکسیدا سیوندارد همچنین وزن و قدرت آن قابلتوجه است. آلومینیوم در صنعت برای تولید میلیونها محصول مختلف به کار می رود و درجهان اقتصاد عنصر بسیار مهمی است. اجزای سازه هایی که از آلومینیوم ساخته می شونددر صنعت هوانوردی و سایر مراحلحملو نقل بسیار مهم هستند نِیز سازه هایی که در آنها وزن ِ پایداری و مقاومت لازماست وجود این عنصر اهمیت زیادی دارد.

ویژگیهای قابل توجه

آلومینیوم فلزی نرم ِ سبک اما قوی است باظاهری نقره ای – خاکستری مات و لایه نازک اکسیداسیون که در اثر برخورد با هوا درسطح آن تشکیل می شود از زنگ خوردگی بیشتر جلوگیری می کند.وزن آلومینیوم تقریبأ یکسومفولاد یامس است ِ چکش خوار ِ انعطاف پذیر و به راحتی خم می شود ِ همجنین بسیار با دوام و مقاومدر برابرزنگ خوردگیاست.
بعلاوه این عنصر غیرمغناطیسی ِ بدون جرقه ِ دومین فلز جکش خوار و ششمین فلز انعطاف پذیر است.

کاربردها

جه از نظر کیفیت و چه از نظر ارزش آلومینیوم کاربردیترین فلز بعد ازآهن است وتقریبأ در تمامی بخشهای صنعت دارای اهمیت می باشد. آلومینیوم خالص نرم وضعیفاست اما می تواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از مس ِ منیزیوم ِ منگنز ِ سیلیکن ودیگر عناصر بوجود آورد که این آلیاژ ها ویژگیهای مفید گوناگونی دارند.
اینآلیاژها اجزای مهمهواپیماها وراکتهارا می سازند . وقتی آلومینیوم را درخلا تبخیر کنند پوششی تشکیل می دهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس میکند. این پوششها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را بوجود می آورند که همانندپوششهاینقره خاصیت خود را از دست نمی دهند. یکی دیگر از موارد استفاده از این فلز در لایه آینههایتلسکوپهاینجومی است.
برخی از کاربردهای فراوان آلومینیوم عبارتند از :
- حمل و نقل «اتومبیلها ِهواپیماها ِکامیونها ِ کشتی ها ِ ناوگانهای دریایی ِراه آهن و...)
- بسته بندی«قوطیها ِفویلو...)
- ساختمان«دربِپنجرهِ دیوار پوشها و ...)
- کالاهایبا دوام مصرف کننده(وسلیل برقی خانگی ِوسایل آشپزخانهِ ...)
- خطوط انتقالالکتریکی (به علت وزن سبک اگرجه هدایت الکترِکی آن تنها 60% هدایت الکتریکیمس می باشد)
- ماشین آلات
اکسید آلومینیوم «آلومینا) بطور طبیعی وبصورتکوراندومِسنگ سمباده (emery) ِیاقوت (ruby) ویاقوتکبود (sapphire) ِافت می شود که در صنعتشیشهسازی کاربرد دارد.یاقوت و یاقوت کبودمصنوعی درلیزر برای تولید نور هم نوسان بکار می روند . آلومینیوم با انرژی زیادی اکسیده می شود ودر نتیجه در سوختموشکهایبا سوخت و دمازاها مورد استفاده واقع می شود.

تاریخچه

فردریکوهلربطور کلی به آلومینیوم خالص اعتقاد داشت «لاتین :alum , alumen) .اما این فلز دو سالپیشتر بوسیلههانس کریستین ارستدشیمیدان و فیزیکداندانمارکی بدست آمد.
دررومویونانباستان این فلز را بعنوانثابت کنندهرنگ در رنگرزی و نیز بعنوان بندآورنده خون در زخمها بکار می بردند وهنوز هم بعنوان داروی بند آورنده خون مورداستفاده است. در سال 1761 گویتون دمورووپیشنهاد کرد تا alum راآلومین (alumin) بنامند.

پیدایش و منابع

اگر چه AL یک عنصر فراوان در پوسته زمیناست(1ِ8%) ِ این عنصر در حالت آزاد خود بسیار نادر است و زمانی یک فلز گرانبها وارزشمندتر ازطلا به حساب می آمد.بنابر این بعنوان فلزی صنعتی اخیرأ مورد توجه قرار گرفته ودرمقیاسهای تجاری تنها بیش از 100 سال است که مورد استفاده است.
در ابتدا که اینفلز کشف شد جدا کردن آن از سنگها بسیار مشکل بود و چون کل آلومینیوم زمین بصورتترکیب بود مشکل ترین فلز از نظر تهیه به شمار می آمد.

آلومینیوم برای مدتی از طلا با ارزش تر بود اما بعداز ابداع یک روش آسان برای استخراج آن در سال 1889 قیمت آن رو به کاهش گذاشت و سقوطکرد.تهیه مجدد این فلز از قطعات اسقاط (از طریقبازیافت) تبدیل به بخش مهمی از صنعتآلومینیوم شد.بازیافت آلومینیوم موضوع تازه ای نیست بلکه از قرن نوزدهم یک روش رایجبرای این کار وجود داشت. با اینهمه تا اواخر قرندهه 60این یک کار کم منفعتی بود تا زمانیکهبازیافت قوطیهای آلومینیومیآشامیدنیهابالاخره بازیافـت این فلز رامورد توجه قرار داد.منابع بازیافت آلومینیوم عبارتند از: اتومبیلها ِ پنجره ها ِدربها ِ لوازم منزل ِ کانتینرها و سایر محصولات ...
آلومینیوم یک فلزواکنشگر است و نمی تواند ازسنگ معدنخود بوکسیت (Al2o) بوسیله کاهش باکربن جدا شود.در عوض روش جدا سازی این فلز از طریقالکترولیزاست.(این فلز در محلول اکسیده شدهسپس بصورت فلز خالص جدا می شود.) لذا جهت این کار سنگ معدن باید درون یک مایع قراربگیرد.امابوکسیتدارای نقطه ذوب بالایی است (c2000) که تامین این مقدار انرﮊی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست . برای سالهای زیادیبوکسیت را در فلورید سدیم و آلومینیوم مذاب قرار می دادند و نقطه ذوب آن تا c900 کاهش می یافت.اما امروزه مخلوط مصنوعی ازآلومینیوم ِ سدیم وفلوریدکلسیمجایگزینفلورید سدیم و آلومینیومشده است. اینفرایند هنوز مستلزم انرژی بسیار زیاد است و کارخانجات آلومینیوم دارای ایستگاههایبرق مخصوص خود در اطراف این کارخانه ها هستند.
الکترودهاییکه در الکترولیز بوکسیت بکار می روند هر دوکربن هستند. وقتی سنگ معدن در حالت مذاب است یونهای آن آزادانه حرکت می کنند. واکنش درکاتدمنفی اینگونه است:
Al3++3e -Al
در اینجا یون آلومینیوم در حالت کاهش است(الکترونها اضافه می شوند) سپس فلزآلومینیوم به سمت پایین فرو می رود و خارج می شوند.
آند مثبت اکسیژن بوکسیت رااکسیده می کند که بعد از آن با الکترود کربنی واکنش کرده تا تولید دی اکسید کربننماید.

اینکاتدباید عوض شود چون اغلب تبدیل بهدی اکسید کربنمی شود.بر خلاف هزینهالکترولیزِ آلومینیوم فلزی ارزان با کاربردوسیع است. امروزه آلومینیوم را می توان ازخاکه معدنی(clay) استخراج کرد اما اینفرایند اقتصادی نیست.

ایزوتوپها

آلومینیوم دارای 9ایزوتوپ است که عمده ترین آنها بین 23 تا 30 مرتب شده اند. تنها AL-27 «ایزوتوپ پایدار) و AL-26 (ایزوتوپرادیو اکتیو) بطور طبیعی وجود دارند.AL-26 از پراشیدن ذرات اتمآرگون دراتمسفر که در نتیجه پروتونهایاشعه کیهانیرخ می دهد تولید می شود. ایزوتوپهای آلومینیوم کاربردهای عملی در تعیین قدمت رسوباتدریاییِ سختگاهمنگنز ِ یخهای دوران یخبندان ِکوارتز درصخرهها شهابسنگها دارد.
نسبت AL-26 بهبرلیوم 10 برای 5 مطالعه 6 نقش حمل ِ تهنشینی ِ ذخیره رسوب ِ زمان دفن و فرسایش در مقیاس زمانی 10 تا 10 بکار برده شدهاست.
AL-26«Cosmogenic) اوْطن بار در مطالعاتماه و شهاب سنگها بکار رفت. اجزاء شهاب سنگها بعد از جدا شدن از پیکره مادر در مدت سفرخود در فضا در معرض شدید بمباران اشعه کیهانی هستند که باعث تولید آلومینیوم 27پایدار می شود. بعد از سقوط روی زمین حفاظ اتمسفر مانع از تولید AL-26 بیشتر ازقطعات شهاب سنگها می شود و واپاشی آن در تعیین عمر زمینی آنها موتر است.تحقِقات رویشهاب سنگها ثابت کرده AL-26 در زمان شکل گیری سیاره ما نسبتا به مقدار فراوان وجودداشته است. احتمالا انرژی آزاد شده در نتیجه واپاشی AL-26 ِ ذوب شدن مجدد و جداییسیارکهابعد از شکل گیری آنها را 2-4میلیارد سال پیش در پی داشته است.

هشدارها

آلومینیوم یکی از معدود عناصر فراوانی است ظاهرا هیچفعالیت موثری در سلولهای زنده ندارد اما درصد کمی از مردم به آن حساسیت دارند – آنها تجربه کرده اند تماس هر نوع از آن موجب التهاب پوستی می شود- مصرف داروهای بندآورنده خون ومواد ضد عرق باعث ایجاد جوشهای خارش آور و سوء هاضمه می گردد ِ عدم جذبمواد غذایی مفید از غذاهای پخته شده در ظروف آلومینیومی همچنین تهوع و سایر علائممسمومیت در نتیجه خوردن اینگونه محصولات مانند Maalox,Amphojel,Kaopectate . درسایر افراد آلومینیوم بمانند فلزات سنگین سمی نیست اما ر صورت مصرف زیاد علائمی ازمسمومیت دیده شده است اگرچه استفاده از ظروف غذای آلومینیومی به خاطر مقاومت دربرابر زنگزدگی و خاصیت هدایت گرمایی بالای آنها بسیار رایج است در کل ِ هیچگونهعلامتی در مورد ایجاد مسمومیت آنها دیده نشده است. مصرف زیاد داروهایضد اسیدو مواد ضد عرق که حاوی ترکیباتآلومینیومی هستند احتمالمسمومیتبیشتری دارند بعلاوه احتمال ارتباطآلومینیوم بابیماریآلزایمر مطرح شده گرچه اخیرا این فرضیه رد شده است.

تولیدصنعتی آلومینیوم

آلومینیومفلزی پرمصرف است که عنصر دوم از گروه سوم جدول تناوبی می‌باشد. آلومینیوم (Al) دومین عضو از گروه سومجدولتناوبی ، فلزی است که در کشور ما تولید می‌شود و در میان عنصرهای فلزی هم گروهخود بیشترین اهمیت را دارد. آلومینیوم به حالت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود، اماترکیبهای آن فراوان است. آلومینیوم بعد ازاکسیژن وسیلیسیمفراوان‌ترین عنصر در پوسته زمیناست.

پیوند در ترکیبهای آلومینیوم

مهمترین کانی آلومینیوم ،بوکسیتاست که‌اکسید آلومینیومآبپوشیده می‌باشد و برایتهیه فلز از این کانی استفاده می‌شود. چگالی بار (نسبت بار به شعاع) برای یون Al+3 به علت داشتن بار زیاد و کوچک بودن شعاع آن ، زیاد است. می‌دانیمکه‌الکترونهااعم از از اینکه پیوندی باشند یابه صورت زوج تنها ، پیوسته در فضایی که در اختیار دارند، در حرکت‌ هستند و اغلب ،الکترونها را به صورت ابری با بار منفی مجسم می‌کنیم.

این ابر بار می‌تواندبوسیله یکمیدانالکتریکی که در مجاورت آن قرار دارد، از حالت کروی خارج شده، به سمت یک بارمثبت کشیده یا بوسیله یک بار منفی رانده شود. درجه سهولت واپیچش ابر الکترونی یکذره راقطبش‌پذیریآن می‌نامند. قطبش‌پذیری اتمهایا یونهای کوچکتر کمتر از اتمها یا یونهای برزگتر است، زیرا در اتمها یا یونهایکوچکتر ، الکترونها بههسته نزدیکترند و اتصال آنها با هسته محکمتر است. آلومینیوم در ترکیبهای خود با از دستدادن هر سه ‌الکترون ظرفیت ،عدداکسایش 3+ بدست می‌آورد.

اما یون Al+3 با توجه به ‌اندازهکوچک و بار زیادی که دارد، می‌تواند به راحتی باعث قطبش ابر بار هر آنیونی که با آندر تماس است، شود و آنآنیون را به سمت خود بکشد و در فضای بین یون آلومیینوم و آنیون ،ابر الکترونیقابل ملاحظه‌ای پدید می‌آید کهنشانه‌ای از پیدایشخصلتکووالانسی در پیوند است. به ‌این ترتیب ، پیوند آلومینیوم با آنیونهایی نظیر -Br و -I که قطبش‌پذیری آنها بیشتر است، به صورت کووالانسیتوصیف می‌شود. اثر قطبش یون Al+3 را روی هالیدها می‌توان با مقایسه خواصهالیدهای آلومینیوم دریافت.

اکسید آلومینیوم (Al2O3)

اکسید آلومینیوم را معمولایکترکیبیونی در نظر می‌گیریم، اما به علت قطبش‌پذیری یونهای اکسید بوسیله یونهای Al+3 پیوند آلومینیوم و اکسیژن تا حدودی خصلت کووالانسی دارد. برهمکنش الکتروستاتیکبین یونهای کوچکآلومینیوم و اکسیژن از یک طرف و پیدایش خصلت کووالانسی از طرف دیگر ، سبب شده کهپیوند بین این یونها در اکسید آلومینیوم بسیار قوی باشد. این اکسید در دمای 205درجه سانتیگراد ذوب می‌شود و در آب نامحلول است. اکسید آلومینیوم در طبیعت به دوصورت آبپوشیده و بی آب یافت می‌شود. شکل آبپوشیده آنبوکسیتنام دارد. سنگ سنبادهو «کوراندوم» شکل بی آب آناست.

کوراندوم جسمی ‌سخت و متبلور است و با جایگزین شدن مقدار کمی ‌ازیونهایفلزهای واسطهبه جای یونهای آلومینیوم دراینبلور ، سنگهای قیمتی مانندیاقوتقرمز یا یاقوت کبود بدست می‌آید. یاقوت قرمز که درلیزر هم از آن استفاده می‌شود، شامل مقدار جزئی Cr+3 و یاقوت کبود شامل Fe+3 و (Ti(IV است. رنگ این سنگها ناشی از وجود این یونهایفلزات واسطه‌است. از اکسید آلومینیوم بهخاطر داشتن ساختاری پایدار و فوق‌العاده سخت در تهیهسیمان ، آجرهای دیرگداز کوره‌ها و سطح بی‌اثرکاتالیزور در کراکنیگ برشهای نفتی استفاده می‌شود.

استخراج آلومینیوم

آلومینیوم در صنعت بوسیله‌الکترولیز اکسید آلومینیوممذاب تهیهمی‌شود. اکسید آلومینیوم از بوکسیت که ‌اکسید آلومینیوم آبپوشیده و ناخالص است،بدست می‌آید. ناخالصیهای بوکسیت بطور عمده ،هماتیتوسیلیساست. برایجداسازی آلومینیومبا توجه به خصلت بازیاکسید آهن (III) ، خصلت اسیدی «اکسید سیلسیم» (سیلیس) وخصلت آمفوتریاکسید آلومینیوم ازسود سوزآوراستفاده می‌کنند. اکسیدآلومینیوم و سیلیس در محلول غلیظ سود حل می‌شوند. اکسید آهن (III) را بوسیله صافیجدا می‌کنند، سپسدی‌اکسیدکربن را از محلول عبور می‌دهند. دی‌اکسید کربن با آب ، اسید ضعیف «اسید کربنیک» را تشکیل می‌دهد.

بدینترتیب ، اکسید آلومینیوم رسوب می‌کند و یون سیلیکات در محلول باقی می‌ماند. اکسیدآلومینیوم را درکریولیت مذاب (Na3AlF6) که دمای ذوب آن از اکسید آلومینیوم کمتر است،حل می‌کنند. دمای الکترولیت مذاب حدود 850 درجه سانتیگراد است. یون AL+3 در کاتد سلول الکترولیز که ‌از جنسگرافیت است، کاهش یافته، به صورت آلومینیوم مذاب در ته سلول جمع می‌شود. در آند نیز اکسیژنآزاد می‌شود. آند نیز از جنس گرافیت است. اکسیژن در دمای زیاد باکربن ترکیب شده ، اکسیدهای کربن تشکیل می‌دهد. از این رو ، آند می‌سوزد و هرچند مدت یکبار آن را تعویض می‌کنند.

موارد استفاده آلومینیوم

آلومینیوم یکی از فلزهای ساختمانی است و آن را بافلزهای مختلف به صورتآلیاژدر می‌آورند و درصنایع هواپیما سازی،موتوراتومبیل و ساخت در و پنجره بکار می‌برند. همچنین ، آلومینیوم برای ساختقوطی‌های نوشابه مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین آلومینیوم برای تولید فویلهایآلومینیومی ‌مورد استفاده قرار می‌گیرد.

هزینه تولید آلومینیوم و مشکلات زیست محیطی

منابع آلومینیوم در طبیعت ازمنابع تجدیدناپذیر به شمار می‌آیند. به ‌این معنا که طبیعت راهی برای تولید مجدداین منبع ندارد. از طرف دیگر ، تولید آلومینیوم به مصرف الکتریکی بسیار زیادی نیازدارد. با توجه به ‌اینکهآلومینیوم مصرفی سرانجام به صورت زباله به طبیعت راه پیدا می‌کند، مساله بازگردانی آلومینیوماز نظر حفظ محیط زیست حائز اهمیت و از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه ‌است. مثلاهزینه لازم برای جمع‌آوری قوطی‌های نوشابه ،انرژیالکتریکی مصرفی برای ذوب این قوطی‌ها و ساخت مجدد آنها حدود 5 درصد هزینه‌استخراج آلومینیوم ازبوکسیتاست. انجام این کار

به حفظ طولانی‌تر منابع بوکسیت

به حفظمنابع سوختهای فسیلیکه باید برای تولیدانرژی الکتریکی مورد نیاز کارخانه‌های تولید آلومینیوم بکار رود.

به کاهش مواد آلاینده‌ای که در نتیجه‌احتراقسوختهای فسیلی در فضا پراکنده می‌شوند.

و در نهایت به حفظ محیط زیست کمک می‌کند.