公基：生活中常见的导体、半导体和绝缘体

关于导体、半导体和绝缘体的知识点在事业单位公共基础知识的考题中出现过，在事业单位联考的常识题目中也时常会涉及。例如在山西的事业单位考试中曾经考查过这样的一道题目：

锗、硅、硒电阻率受外界条件影响极大，在电子技术和无线电技术中有广泛应用，这样的材料属于( )。

A. 导体

B. 绝缘体

C. 半导体

D. 超导体

此题的考点就是导体、半导体和绝缘体的类型和应用，而题目中的锗、硅、硒都属于半导体。今天，我就来给大家梳理一下生活中常见的导体、半导体和绝缘体。

考点1：生活中常见的导体

一、什么是导体

导体是指电阻率很小且易于传导电流的物质。导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为载流子。在外电场作用下，载流子作定向运动，形成明显的电流。

二、常见的导体

金属是最常见的一类导体，例如铝、铁、铜、银等，大部分金属都是导体。金属原子最外层的价电子很容易挣脱原子核的束缚，而成为自由电子，留下的正离子(原子实)形成规则的点阵。金属中自由电子的浓度很大，所以金属导体的电导率通常比其他导体材料的大。金属导体的电阻率一般随温度降低而减小。在极低温度下，某些金属与合金的电阻率将消失而转化为“超导体”。

第二类常见的导体是电解质的溶液，例如酸、碱、盐水溶液。其载流子是正负离子。实验发现，大部分纯液体虽然也能离解，但离解程度很小，因而不是导体。

电离的气体也能导电，被称为气体导体，其中的载流子是电子和正负离子。通常情形下，气体是良好的绝缘体。如果借助于外界原因，如加热或用X射线、γ射线或紫外线照射，可使气体分子离解，因而电离的气体便成为导体。

生活中人们常用的物品，例如图钉、钢尺、铝条、铜线、水壶、回形针、钥匙、铅笔芯等都是导体。石墨、水、人体、大地、湿木等等也都是常见的导体。

考点2：生活中常见的绝缘体

一、什么是绝缘体

不善于传导电流的物质称为绝缘体，绝缘体又称为电介质。它们的电阻率极高。绝缘体和导体，没有绝对的界限。绝缘体在某些条件下可以转化为导体。这里要注意导电的原因：无论固体还是液体，内部如果有能够自由移动的电子或者离子，那么他就可以导电。没有自由移动的电荷，在某些条件下，可以产生导电粒子，那么它也可以成为导体。

二、常见的绝缘体

绝缘体的种类很多：第一类是固体，如塑料、橡胶、玻璃，陶瓷、琥珀等第二类是液体，如各种天然矿物油、硅油、三氯联苯等第三类是气体，如空气、二氧化碳、六氟化硫等。

生活中的玻璃棒、玻璃杯、塑料尺、橡皮、木块、尖刀柄、食用油等都是常见的绝缘体。

三、导体和绝缘体的关系

绝缘体和导体不是绝对的，二者之间没有不可逾越的鸿沟。二者的区分主要是内部能自由移动的电荷的数量，然而也跟外部条件(如电压、温度等)有关。在常温下绝缘的物体，当温度升高到相当的程度，由于可自由移动的电荷数量的增加，会转化成导体。

考点3：生活中常见的半导体

一、什么是半导体

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。

二、生活中常见的半导体及应用

无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

考点4：20世纪的新四大发明

20世纪的“新四大发明”——原子能、半导体、计算机、激光器，彻底改写了世界科技发展的历史。

试题练习：

下列科技领域的重大进展，不属于20世纪“新四大发明”的是( )。

A. 1906年圣诞前夜，雷吉纳德•菲森登在美国马萨诸塞州采用外差法实现了历史上首次无线电广播

B. 1946年，世界上第一台电子数字积分计算机——埃尼克在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生

C. 1954年，莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行，标志着人类和平利用原子能时代的到来

D. 1978年，利用半导体材料研制成的超大规模集成电路，集成度达10万以上，电子技术进入微电子时代

【答案】A

【解析】20世纪“新四大发明”是指：原子能、计算机、半导体、激光器。不包括无线电，故答案为A。

什么是导体?能良好地传导电流的物体叫做导体。用导体制成的材料叫做导电材料，金属是常用的导电材料。除了金属以外，其他如大地、人体、天然水和酸、碱、盐类以及它们的溶液，都是导电体。金属之所以能够良好地传导电流，是由其原子结构决定的。金属原子最外层的与原子核结合得比较松散，因此这部分电子很容易脱离自己的原子核，和别的原子核结合，失去电子的原子又会有新的电子来结合，这样一连串的过程就是导电的过程。银的电阻系数最小，导电性能最好，但由于其价格昂贵，只在极少数地方（如开关触头等处）采用，一般电气设备中应用最广泛的导电材料是铜和铝。还有一些材料虽然能导电，但电阻系数较大，人们常常把它作为电阻材料或电热材料应用于某些电器中，比如用作电炉或电烤箱中的电热丝等。什么是绝缘体?不能导电或者导电能力极差的物体叫做绝缘体。由于绝缘体的原子结构与导体不同，它的电子和原子核结合得很紧密，极难分离，将此类物质接上时，流过的电流极小（几乎接近零）。我们可以利用它的绝缘作用把电位不同的带电体隔离开来。一般来讲，对绝缘体材料的要求是：具有极高的绝缘电阻和耐电强度，具有较好的耐热和防潮性能，同时应有较高的机械强度，工艺加工方便等。空气是大家十分熟悉的，它作为一种天然的绝缘材料被人们广泛地利用，纸、矿物油、玻璃、云母、橡胶和陶瓷等都是应用非常广泛的绝缘材料。近年来，由于有机合成工业的兴起，各种各样的绝缘材料不断问世，为新型电气设备的制造提供了良好的条件。绝缘材料在电和热的长期作用下，特别是在有化学腐蚀的情况下，会逐步老化，降低它原有的电气和机械性能，有时甚至可能完全丧失绝缘性。所以经常检查绝缘性能是电气设备维修中的主要工作之一。绝缘电阻是绝缘材料的主要技术指标。常常用来测量设备的绝缘电阻，一般低压电器设备的绝缘电阻应大于0. 5mω，对于移动电器和在潮湿地方使用的电器，其绝缘电阻还应再大一些。什么是半导体?所谓半导体，顾名思义，就是它的导电能力介于导体和绝缘体之间，如硅、锗、硒及大多数金属氧化物和硫化物都是半导体。半导体的导电能力在不同条件下有很大的差别。例如有些半导体（如钴、锰、镍等的氧化物）对温度的反应特别灵敏，环境温度增高时，它们的导电能力要增强很多，利用这种特性就做成了各种热敏电阻。又如有些半导体（如镉、铅等的硫化物与硒化物）受到光照时其导电能力变得很强，无光照时又变得像绝缘体那样不导电，利用这种特性就做成了各种光敏电阻。更重要的是，如果在纯净的半导体中掺入微量的某种杂质后，它的导电能力就可增加几十万乃至几百万倍。例如在纯硅中掺入百万分之一的硼后，硅的电阻率就从大约2×103ω·m减小到4×10-3ω·m左右。利用这种特性就做成了各种不同用途的半导体器件，如半导体、、场效应管及晶闸管等。

凡是能够导电的固体、液体和气体，如铜、铝等金属，水银、电解液、电离气体等称为导体；不能导电的固体、液体和气体，如橡皮、玻璃、塑料以及绝缘油、惰性气体等，称为绝缘体；而导电能力介于导体和绝缘体之间的物体，如硅、锗等材料称为半导体。

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