電子－聲子相互作用

　　點陣振動和電子的作用。固體中的電子受到組成點陣的正離子對它的作用。由於離子並非靜止，它們總是在平衡位置附近振動著（見點陣動力學），它們對電子的作用可以分為兩部分：一部分是靜止在平衡位置（即點陣陣點）上的離子造成的週期性電場。週期場除瞭使電子的能譜形成能帶（見固體的能帶）以外，並不造成對於電子的散射，即在週期場中運動的電子的能量、動量（準動量）不變；另一部分是振動所造成的相對於週期性電場的偏離的影響。由於這是離子運動的效果，所以是隨時間變化的。離子的振動可分分解為各種頻率、波矢和偏振的簡正模（見點陣動力學）。各個簡正模的振動態都是量子化的，點陣的振動可以用各種頻率、波矢和偏振的聲子來描寫。電子－聲子相互作用指的就是點陣振動和電子的相互作用。

　　振動著的點陣，因為電場偏離瞭周期性，使電子受到散射。散射的效果是電子和振動點陣之間發生動量和能量的交換。電子的能量和動量可以轉移給點陣，加劇瞭點陣的某一簡正模的振動，升高瞭該簡正模的量子化能級，結果是電子給出能量和動量，發射一個聲子；反之，通過相互作用，點陣的一個簡正模也會降低它的量子化能級，而把能量和動量交給瞭電子，這便是電子吸收一個聲子而獲得瞭能量和動量。這種發射和吸收的過程，是電子－聲子相互作用的基元過程。發射或吸收聲子前後電子的能量和動量變化與被發射或吸收的聲子的能量和動量之間的關系，由能量和動量的守恒條件來確定。

　　電子－聲子相互作用引起許多固體的物理效應。它是純凈而無缺陷的金屬之所以有電阻的原因（見固體的導電性）。電子－聲子相互作用又會導致電子有效質量的修正（見準電子）。在離子晶體中，形成極化子（見固體中的元激發）的主要因素也是電子-聲子相互作用。

　　另一個重要物理現象──超導電性──的起因，也是電子－聲子相互作用。1950年發現瞭超導體同位素效應：同一超導元素的臨界溫度與各同位素的質量的平方根成反比。這是電子－聲子相互作用成為超導電性的基本起因的實驗啟示。現在知道，超導電性的原因是費密面附近的電子之間會因電子－聲子相互作用而存在等效的吸引力。這種吸引力可理解為一個電子發射聲子，後者隨即又被另一個電子吸收的結果。隻有對於費密面附近的電子，這種交換聲子的過程使電子間互相吸引，而在其他電子間則不是這樣。根據量子力學的測不準關系，作為過渡的聲子的能量並不需要滿足守恒關系，所以各種聲子對吸引力都有貢獻。吸引力的強弱直接決定超導臨界溫度的高低（見超導微觀理論）。