Мера вероятности присутствия электрона в конкретном месте.Плотность электронов — это мера того, сколько свободных электронов присутствует в единице объёма в данной области пространства или материала. В астрофизике это важнейший параметр для понимания структуры и динамики плазмы, такой как солнечная корона, туманности и межзвёздная среда. Плотность электронов определяет, как свет распространяется через эти области, влияя на такие явления, как рефракция, рассеяние и излучение спектральных линий. Измерение плотности электронов позволяет учёным картировать распределение вещества в космических объектах и определять физические условия, такие как температура и давление.
Концепция плотности электронов в плазме была формализована в начале XX века с развитием физики плазмы, особенно благодаря работам Ирвинга Ленгмюра и Льюи Тонкса в 1920-х годах по колебаниям в ионизированных газах.
Плотность электронов обычно определяется по наблюдениям спектральных линий или поляризации света. В солнечной короне, например, плотность можно оценить, измеряя яркость рассеянного света или частоту плазменных колебаний. В туманностях относительные интенсивности некоторых эмиссионных линий (например, дважды ионизированного кислорода) зависят от плотности электронов, поскольку столкновения между электронами и ионами возбуждают или девозбуждают атомные состояния со скоростями, зависящими от плотности. Сравнивая наблюдаемые отношения линий с теоретическими моделями, астрономы могут вывести плотность электронов.
Измерения плотности электронов используются в производстве полупроводников для контроля уровней легирования, а также в плазменной медицине для оптимизации устройств стерилизации и заживления ран.
В солнечной короне плотность электронов изменяется более чем на восемь порядков величины: от примерно 10^8 на кубический сантиметр вблизи поверхности Солнца до менее 10^4 на кубический сантиметр во внешних областях.
