導體和絕緣體的區(qū)別在于什么
從微觀角度來看，導體和絕緣體的差別在于其中電子的能量和動量分布不同。按照量子力學的觀點，電子在獨立原子中的能量分布不是連續(xù)的，而是一個個離散的能級。在固體材料內部的原子是按照一D空間規(guī)律排列的，原子和原子之間存在化學鍵形式的相互作用，而原子核外的電子也將因周邊原子的“干擾”，這樣原先的每個離散能級將會在其附近劈裂。固體中原子個數是阿伏伽德羅常數量級，這樣電子的能級就會在附近劈裂成如此量級之多的一系列準連續(xù)的能級，從而形成了由原先的一個個離散能級展寬成一條條準連續(xù)的“能帶”。電子在能帶中的填充情況就決定了材料的導電能力：電子只允許有在能帶上對應的能量，而對于帶間的能量是被禁止的，電子能否被電場順利驅動就取決于電子是否可以順利躍遷到合適的能帶上。
我們首先要認識到材料中電子是在不斷朝雜亂無章的方向運動的，導電的原因在于外界電場的驅動使得電子在電場方向上存在集體運動。對于導體，在能量填充###高的能帶上有大量的電子占據，但又不是滿占據，因此在外部電場驅動下，電子集體獲得電場方向恒定動量（即相當于附加一個小能量）后仍然可以在該能帶找到合適的占據態(tài)從而達到導電的目的，該能帶稱之為導帶；對于絕緣體，電子填充的###高能帶是滿的（稱之為價帶），而再往上的能帶則是空的，能帶之間存在很大的能量寬度——“帶隙”，電子要集體運動起來就必須克服這個能量間隙才能躍遷到上面的空帶上，由于這個能量尺度很大，這就大大限制電子躍遷從而導電能力很差。###于半導體則介于導體和絕緣體之間，價帶和導帶之間的帶隙比較小，能量較高的電子可以借助熱激發(fā)等因素躍遷到導帶上去，而在價帶上留下一個電性相反的“空穴”，電子和空穴都可以在相應的能帶中找到準連續(xù)能量的占據態(tài)，從而可以在外界電場驅動下順利運動，但由于參與導電的電荷數目較少，所以電流和導體相比要小一些也即電阻率要大一些。
上一篇：家里怎么知道空調是否缺氟