Узлы кристаллической решетки определяют средние (равновесные) положения частиц, образующих кристалл.
Сами частицы непрерывно колеблются вокруг этих положений, при этом амплитуда колебаний растет с температурой.
Силы притяжения между частицами, образующими кристалл, на достаточно малых расстояниях между частицами изменяются стремительно растущими с уменьшением расстояния силами отталкивания. (Это справедливо и для разноименных ионов). При значительном сближении ионов силы отталкивания между их электронными оболочками превышают силы притяжения между противоположно заряженными ионами. Такое поведение сил взаимодействия между частицами кристалла и обуславливает их колебательное движение.
Таким образом, взаимодействие между соседними частицами любого вида в кристалле может быть представлена потенциальной кривой, (r - расстояние между частицами). Кривая несимметричная относительно минимума, r0 - среднее расстояние между частицами. При r> r0 между частицами действуют силы притяжения, при r <r0 - силы отталкивания. При заданной энергии частицы Е1 она совершает колебательное движение между точками 1 и 2. Выйти за пределы этого участка она не может, поскольку там Эр> Е, то кинетическая энергия Ек <0. При такой энергии среднее расстояние между частицами лежит посередине между точками 1 и 2.
С увеличением энергии Е частицы (что происходит при повышении температуры) все больше проявляется несимметрия потенциальной кривой. Это приводит к росту средних расстояний между частицами и, следовательно, к увеличению линейных размеров кристалла. Так объясняется тепловое расширение кристаллов при нагревании.