态物理探讨材料的诸多性质，如电阻率及热容量。德鲁德模型是一个早期的导电模型，此模型将分子运动论套用到固体中的电子。透过假设材料中带有不能移动的正离子、及一团由古典物理中不产生交互作用的电子所构成的「电子云」，德鲁德模型得以解释电导率和热导率，以及金属的霍尔效应，虽然电子热容被大大地高估了。阿诺·索末菲在自由电子模型（又名德鲁德-索末菲模型）中将古典的德鲁德模型与量子力学结合。此模型中，电子被假想为费米气体，该气体中的组成粒子遵守量子力学的费米-狄拉克统计。自由电子模型对金属的热容量的预测更为精准，但却无