フリーデル振動
金属や半導体の中を移動する電子は、平面波のような波動関数を持つフェルミ気体の自由電子のように振る舞う。つまり、
ψ k ( r ) = 1 Ω exp  ( i k ⋅ r ) {\displaystyle \psi _{\boldsymbol {k}}({\boldsymbol {r}})={\frac {1}{\sqrt {\Omega }}}\exp(i{\boldsymbol {k}}\cdot {\boldsymbol {r}})} .
金属中の電子は、電子はフェルミオンでありフェルミ・ディラック統計に従うため、通常の気体中の粒子とは異なる振る舞いをする。この振る舞いは、気体中の全てのk状態が反対のスピンを持つ2つの電子によってのみ占有されることを意味する。占有状態は一定のエネルギー準位、いわゆるフェルミエネルギーまでバンド構造 k 空間の球を満たす。k空間の球の半径kFは、フェルミ波動ベクトルと呼ばれている。
金属や半導体に外来原子、いわゆる不純物が埋め込まれている場合、固体中を自由に移動する電子は不純物の偏向電位により散乱される。