При температуре ниже температуры Дебая и тем более при температурах ниже температуры Ферми теплоемкость металлов можно записать в виде суммы двух слагаемых:
,
где - постоянные характерные для данного материала. Электронная компонента ~ и поэтому доминирует при низких температурах. Экспериментальные значения теплоемкости удобнее интерпретировать, строя график зависимости от :
, (2.39)
так как экспериментальные точки ложатся на прямую. На рис. приведена экспериментальная кривая для калия.
Модель свободных электронов является первой удачной попыткой объяснения электрических и магнитных свойств твердых тел. Рассмотрим некоторые из этих свойств.