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La densidad de estados (DOS) en un sistema físico caracteriza el número existente de estados por cada intervalo de energía. En un sistema cuántico finito (partícula en un pozo) existe un número discreto de estados posibles de la energía, de modo que la densidad de estados será una distribución discreta; en cambio en sistemas infinitos las energías accesibles forman un continuo de modo que la densidad de estados formará también un continuo. La densidad de estados depende esencialmente del tipo de interacción del sistema (ya que es esta la que determina la cuantización de las energías). Es un concepto central en física estadística ya que el comportamiento de la densidad de estados marca el comportamiento del sistema.
En física de estado sólido y física de materia condensada, la densidad de estados (DOS del inglés "Density of states") de un sistema describe la cantidad de estados que se pueden ocupar en cada nivel de energía.
La densidad de estados se define como el número de estados del sistema () cuyas energías toman los valores comprendidos entre E y .
Matemáticamente se representa como una función de distribución de densidad de probabilidad, y generalmente es un promedio de los dominios de espacio y tiempo de los distintos estados ocupados por el sistema. La densidad de estados está directamente relacionada con las relaciones de dispersión de las propiedades del sistema. Una DOS (densidad de estados) alta en un nivel de energía específico quiere a decir que hay muchos estados disponibles para ser ocupados.
En general, la DOS de la materia es continua. Sin embargo, en sistemas aislados, como en el caso de los átomos o moléculas en fase gaseosa, la distribución de densidad es discreta. Las variaciones locales, generadas generalmente por distorsiones del sistema original, se conocen con el nombre 'densidad local de estados (LDOS).