在十八世纪，英国物理学家和化学家约瑟夫布莱克在研究物质相变的过程中发现，不同物质上升到相同温度所需的热量是不同的。基于此，他提出了比热容的概念，即单位质量物体改变单位温度时吸收或放出的热量。之后，为了研究物质热容与温度的关系，物理学家引入了摩尔热容的概念。
科学家们发现，在室温附近，晶体材料的摩尔比热容几乎不随温度和晶体种类变化。这一现象可以由杜隆-珀替定律描述，该定律由法国化学家皮埃尔路易杜隆和阿列克西泰雷兹珀替在总结各类实验数据后提出。这一规律满足经典热力学理论，并与常温下的晶体比热容实验数据吻合。
随着科学手段的进步，科学家们在低温条件下测定了晶态固体的比热容。在十九世纪和二十世纪之交，随着工业化进程加快，物理学家们开始研究黑体辐射。黑体成为一个理想模型，用于研究温度与辐的光的频率之间的关系。在研究过程中，瑞利和金斯根据经典统计理论提出了瑞利-金斯公式，而德国物理学家马克斯普朗克则提出了能量量子化假设，成功解释了黑体辐射的实验现象。
普朗克的量子化假设揭示了黑体辐射背后的规律，并启发德国物理学家爱因斯坦解释了晶态固体在低温下比热容降低的实验现象。爱因斯坦的模型沿用了经典热力学中晶态固体中的原子做简谐振动的假设，但采用了能量量子化假设。他假定晶格中所有原子的微振动可以被视为不同模式的简谐振动的相互叠加，这些谐振子的能量不连续变化，会取一个分立的值。
在爱因斯坦模型中，固体单质晶体中所有原子具有3N种振动模式，即3N个谐振子。在低温情况下，这些谐振子的平均能量下降的速率远高于高温情况。爱因斯坦模型能够解释为什么低温段单质晶体晶格热容会降低并接近0，但是却不能很好地符合单质晶体晶格热容下降的趋势。
随着量子力学理论的完善，彼得约瑟夫威廉德拜提出了徳拜模型，该模型认为晶体是各向的连续介质，原子的振动频率与晶格振动格波的波矢量密切相关。这一假设不同于爱因斯坦模型中谐振子振动频率确定的假设。徳拜模型能够很好地符合实验中晶格热容在低温段下降的趋势，并较好地拟合了晶格热容随温度变化的实验曲线。随着更多经典物理学无法解释的物理现象被量子力学解释，这一领域逐渐被人们广为接受。
从约瑟夫布莱克发现比热容的概念，到普朗克和爱因斯坦对量子理论的重要贡献，再到徳拜模型的提出，科学家们不断深入研究物质的热学性质，逐步揭示了背后的科学原理。这一过程展示了科学发展的连续性和人类对自然界认识的不断深化。
