通过观察到晶体的X射线衍射图样总结出：金属的周期型结构来源于其中的原子构成的晶格。瑞士物理学家布洛赫将量子力学理论应用于金属，又将金属晶格近似为周期势场，从而得出了周期势场中薛定谔方程的解，即布洛赫波，是由与周期势场具有一致周期的周期函数乘上自由电子的波函数后得到，这意味着电子可以自由地移动于晶格。从这点上，他获得很多与实验结果相符合的重要结果，因此奠定了金属的量子力学理论基础。通过解析多体系统的波函数来计算金属的电子结构通常是一件非常困难的工作，因此必需使用近似技术来获得有意义的理论预测。与恩里科·费