有效質量

試著在光滑地板上推一輛購物車，再試著在深泥裡推同一輛車：車子真實的重量沒變，但在泥裡它感覺沉重得多，因為周圍的環境在跟你較勁。晶體裡的電子也處在類似的境地。一排排重複的原子壁不停地拉扯它，於是當你用電場去推時，它加速的樣子，彷彿帶著一個不同於真空中自由電子的質量。

有效質量，就是電子在晶體的週期勢裡運動時所表現出來的那個表觀質量，它把來自點陣的所有作用力都打包進一個俐落的數字裡。這個數字可以從能帶的彎曲程度讀出來：能帶彎得越急，電子就越輕、越靈活；能帶越平，它就越遲鈍、越沉重。有效質量可以比真實的電子質量大，也可以更小，甚至在不同的運動方向上還可以彼此不同。

有效質量之所以重要，是因為它讓物理學家得以繼續使用簡單的運動方程——一推就加速——同時悄悄把晶體那套複雜的影響折疊進一個數字裡。誠實的提醒是：這是一種記帳技巧，並不是電子質量真的變了：它在能帶邊緣附近用起來漂亮極了，換個地方就不靈了，甚至還會算出負值，而這恰好是描述我們所說的「電洞」行為的一種方式。