Il concetto di massa efficace nasce quando si considera il modo di un elettrone attraverso un cristallo quando un campo è applicato. La situazione non è governata semplicemente dalle leggi della fisica classica, poiché l’elettrone è influenzato non solo dal campo esterno ma anche dal campo cristallino, ovvero il potenziale periodico dovuto alla periodicità spaziale degli atomi che costituiscono il cristallo atomico monodimensionale ideale. Malgrado ciò possiamo ancora utilizzare la legge di Newton per stimare l’accelerazione degli elettroni nel reticolo assumendo che gli elettroni abbiano una massa efficace  diversa dalla massa  dell’elettrone libero nel vuoto. Il valore della massa efficace dipende dall’energie dell’elettrone nella banda cui appartiene e vale

dove  è la costante di Planck,  è l’energia dell’elettrone nel cristallo e  è il vettore d’onda associato all’elettrone nel cristallo. Per un elettrone che si trova in cima ad un banda di energia  risulta negativa, e quindi anche : questo elettrone viene accelerato dal campo in direzione opposta a quella che ci si aspeterebbe per una particella carica negativamente, pertanto l’esistenza di elettroni con masse efficaci negative è strettamente collegata al concetto di buche. Al posto di pensare ad un elettrone con carica negativa e massa negativa, pensiamo ad una buca positiva con massa positiva.