Почему масса свободного электрона в кристалле отличается от массы свободного электрона в вакууме?

Вопрос не очень корректен на самом деле. Масса та же. Это эффективная масса другая. См. https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффективная_масса

Цитата:

"Для свободной частицы закон дисперсии квадратичен, и таким образом эффективная масса является постоянной и равной массе покоя. В кристалле ситуация более сложна и закон дисперсии отличается от квадратичного. В этом случае использовать понятие массы можно только вблизи экстремумов кривой закона дисперсии, где эта функция может быть аппроксимирована параболой и, следовательно, эффективная масса не зависит от энергии.

Эффективная масса зависит от направления в кристалле и является в общем случае тензором. "