等離子體天體物理學 - 城邦阅读花园


	等離子體天體物理學是現代天體物理學的基礎理論之一，同時也為空間物理學、空間天氣學等學科提供了重要的理論研究方法。本書分四個部分。第一部分主要介紹天體等離子體的基本理論，包括天體等離子體的主要特徵、磁場的起源、對天體等離子體中的單粒子軌道描述、磁流體力學描述以及動理論描述，此外還介紹了等離子體中的波動理論。第二部分則主要介紹天體等離子體中的輻射機制以及電磁波在天體等離子體中的傳播理論。其中重點介紹了相干輻射機制，包括電子回旋脈澤輻射和等離子體輻射。第三部分主要介紹天體等離子體中的粒子加速理論，包括費米加速、電場加速、湍流加速、激波加速等加速機制，同時還簡要介紹了宇宙線物理及相關的高能粒子加速機制。第四部分是關於實驗室天體物理的介紹，主要包括實驗室天體物理的基本構想和對若干天體物理前沿問題的實驗研究，包括實驗方案、實驗結果及相關的數據分析等。本書適合理論物理學、天文學與天體物理學、空間物理學、空間天氣學、地球物理學等專業的高年級本科生、碩士和博士研究生作為專業基礎課的參考，也可供相關專業的科研人員查閱。



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	目錄序言第一部分天體等離子體的基本理論第1章等離子體天體物理概論 1.1 什麼是等離子體？ 1.1.1 德拜屏蔽 1.1.2 朗繆爾振盪 1.1.3 等離子體中的碰撞 1.1.4 等離子體中的主要成分 1.2 何處有等離子體？ 1.2.1 閃電 1.2.2 極光 1.2.3 地球電離層和磁層 1.2.4 太陽及恒星 1.2.5 緻密天體吸積盤 1.2.6 星雲 1.2.7 宇宙 1.3 天體等離子體的主要特徵 1.3.1 電磁作用在天體等離子體中的關鍵地位 1.3.2 天體等離子體與實驗室等離子體的區別 1.4 等離子體天體物理的主要研究方法 1.5 等離子體天體物理的主要科學問題思考題參考文獻第2章天體等離子體中的磁場 2.1 天體等離子體磁場的基本特徵 2.1.1 地球磁場 2.1.2 行星磁場 2.1.3 太陽磁場 2.1.4 行星際磁場 2.1.5 恒星磁場 2.1.6 緻密天體的磁場 2.1.7 星系磁場 2.1.8 無力場和有力場 2.2 天體等離子體中磁場的起源：發電機理論 2.3 太陽及恒星的磁活動週期思考題參考文獻第3章天體等離子體中的單粒子軌道理論 3.1 天體等離子體中的單粒子軌道漂移原理 3.1.1 電場漂移 3.1.2 漂移運動的一般形式 3.1.3 引力漂移 3.1.4 非均勻磁場漂移 3.2 絕熱不變性原理 3.2.1 磁矩不變量 3.2.2 縱向不變量 3.2.3 磁通不變性 3.3 單粒子軌道理論在天體物理中的應用 3.3.1 宇宙高能粒子的加速 3.3.2 日冕加熱思考題參考文獻第4章天體等離子體中的磁流體力學理論 4.1 磁流體力學方程組 4.1.1 磁流體力學方程組 4.1.2 磁壓力和磁張力 4.1.3 等離子體流體的平衡 4.2 磁凍結、磁擴散、磁螺度 4.2.1 磁凍結效應 4.2.2 磁擴散效應 4.2.3 廣義歐姆定律 4.2.4 磁螺度 4.3 天體等離子體中的宏觀不穩定性 4.3.1 臘腸模不穩定性 4.3.2 扭曲模不穩定性 4.3.3 螺旋不穩定性 4.3.4 撕裂模不穩定性思考題參考文獻第5章天體等離子體中的動理論 5.1 等離子體動理論基本方程 5.1.1 分佈函數 5.1.2 等離子體動理論基本方程 5.1.3 玻爾茲曼碰撞模型 5.1.4 朗道碰撞模型 5.1.5 福克爾–普朗克碰撞模型 5.1.6 無碰撞模型——弗拉索夫方程 5.2 等離子體中的阻尼過程 5.2.1 弗拉索夫處理方法 5.2.2 朗道處理方法 5.3 等離子體中的輸運過程 5.3.1 天體等離子體中的主要輸運過程 5.3.2 無磁場弱電離等離子體中的輸運 5.3.3 完全電離等離子體中的輸運 5.3.4 反常輸運 5.4 天體等離子體中的微觀不穩定性 5.4.1 微觀不穩定性概論 5.4.2 微觀不穩定性的分析方法 5.4.3 微觀不穩定性與反常電阻思考題參考文獻第6章天體等離子體中的波 6.1 波的基本概念 6.2 磁流體力學波 6.3 靜電波 6.3.1 非磁化等離子體中的靜電波 6.3.2 磁化等離子體中的靜電波 6.4 等離子體中的電磁波 6.4.1 冷等離子體中垂直於磁場傳播的電磁波 6.4.2 冷等離子體中平行於磁場傳播的電磁波 6.4.3 法拉第旋轉思考題參考文獻第二部分天體等離子體中的輻射與傳播第7章天體等離子體中的輻射轉移理論 7.1 天體等離子體輻射的基本概念 7.1.1 等離子體中的輻射場 7.1.2 偏振特性 7.2 天體等離子體中的輻射轉移方程 7.3 電磁波在等離子體中的傳播理論思考題參考文獻第8章天體等離子體中的非相干輻射機制 8.1 等離子體中輻射的基本特徵 8.1.1 等離子體中的熱輻射 8.1.2 激發輻射 8.1.3 複合輻射 8.1.4 單個帶電粒子的電磁輻射 8.2 等離子體的軔致輻射 8.3 磁回旋輻射思考題參考文獻第9章天體等離子體中的相干輻射機制 9.1 等離子體中的相干輻射導論 9.2 電子回旋脈澤輻射機制 9.3 等離子體輻射機制 9.4 太陽大氣中的相干輻射的觀測特徵 9.5 脈衝星的輻射思考題參考文獻第三部分天體等離子體中的粒子加速理論第10章費米加速機制 10.1 費米加速概念的提出 10.2 一階費米加速 10.3 二階費米加速 10.4 費米加速的能譜分析思考題參考文獻第11章電場加速原理 11.1 Dreicer場 11.2 亞Dreicer場加速 11.3 超Dreice