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恆星結構演化引論/前沿系列/中外物理學精品書系

  • 作者：編者:李焱|責編:劉嘯
  • 出版社：北京大學
  • ISBN：9787301239872
  • 出版日期：2014/03/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：283
人民幣：RMB 69 元      售價：元
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內容大鋼
    本書系統介紹了恆星結構演化研究的主要觀測事實，恆星內部發生的主要物理過程及其處理方法，以及恆星結構演化研究的主要結果，使讀者較系統地了解恆星內部結構演化研究發展的歷史及現狀，熟悉不同質量恆星演化的過程和結局，以及初步掌握恆星結構演化的數值模擬方法。
    本書可作為高等院校理科高年級學生和研究生的教材，也可供有關科研人員參考。
作者介紹
編者:李焱|責編:劉嘯
    李焱，1983年本科畢業於北京大學地球物理系天體物理專業，1992年研究生畢業於中國科學院雲南天文台，獲理學博士學位。1996年起任中國科學院雲南天文台研究員，1998年度入選國家百千萬人才工程第一、二層次，2001年至2008年任該天文台台長。研究方向為恆星結構與演化、日震學、星震學。目前研究興趣主要集中在恆星內部的對流運動的描述、對流運動對恆星結構和演化的影響，以及白矮星、紅巨星等的星震學等方面。主持和參加過多項國家自然科學基金面上、重點項目，以及中國科學院重大、重點項目，並獲得1996年度國家傑出青年科學基金的資助。
目錄
第1章  恆星的分類與赫羅圖
  1.1  恆星的光度
    1.1.1  視星等
    1.1.2  絕對星等
    1.1.3  色指數和熱改正
  1.2  恆星的光譜
    1.2.1  有效溫度
    1.2.2  光譜型
    1.2.3  光度型和MK分類法
  1.3  恆星的星族
  1.4  赫羅圖與恆星的一些觀測性質
    1.4.1  赫羅圖
    1.4.2  恆星的一般性質
    1.4.3  主序星的質光關係和質量—半徑關係
    1.4.4  星團及其赫羅圖
第2章  恆星物質的狀態方程
  2.1  熱力學方程與最小自由能原理
    2.1.1  熱力學第一定律和第二定律
    2.1.2  自由能
    2.1.3  特性函數
    2.1.4  熱力學量之間的關係
  2.2  正則系綜
    2.2.1  系統微觀狀態的描述
    2.2.2  正則系綜
    2.2.3  正則系綜的熱力學函數
    2.2.4  理想氣體的熱力學函數
    2.2.5  黑體輻射的熱力學函數
  2.3  完全電離混合氣體
    2.3.1  元素的質量丰度
    2.3.2  混合氣體的平均相對分子質量
2恆星結構演化引論
    2.3.3  完全電離混合氣體的狀態方程
  2.4  部分電離混合氣體
    2.4.1  電離平衡方程
    2.4.2  部分電離混合氣體的狀態方程
    2.4.3  帶電粒子的庫侖相互作用
  2.5  簡並情況下的電子氣體
    2.5.1  電子氣體的費米—狄拉克統計
    2.5.2  簡並電子氣體的熱力學函數
    2.5.3  電子氣體的狀態方程
    2.5.4  完全簡並情況下電子氣體的狀態方程
第3章  熱核反應與元素的核合成
  3.1  恆星內部的熱核燃燒序列
    3.1.1  恆星的能量來源
    3.1.2  原子核的結合能
    3.1.3  熱核聚變反應
    3.1.4  恆星內部的熱核燃燒序列
  3.2  熱核反應速率
    3.2.1  熱核反應速率
    3.2.2  核反應的截面

    3.2.3  量子隧道效應
    3.2.4  電子屏蔽
    3.2.5  化學組成的變化與核產能率
  3.3  氫燃燒過程
    3.3.1  質子鏈
    3.3.2  碳氮氧循環
  3.4  氦燃燒過程
    3.4.1  3α反應以及氦燃燒產能率
    3.4.2  α反應鏈
  3.5  碳燃燒、氖燃燒和氧燃燒過程
    3.5.1  碳燃燒過程
    3.5.2  氖燃燒過程
    3.5.3  氧燃燒過程
  3.6  硅燃燒過程
    3.6.1  光致蛻變反應與准平衡群
    3.6.2  中子富餘度與硅燃燒產物
    3.6.3  核統計平衡
  3.7  中子俘獲過程與超重核素的核合成
    3.7.1  慢中子俘獲過程(s過程)
    3.7.2  快中子俘獲過程(r過程)
    3.7.3  光致蛻變質子增豐過程(p過程)
  3.8  中微子過程
    3.8.1  弱相互作用
    3.8.2  中微子與物質的相互作用截面
    3.8.3  電子對湮滅中微子過程
    3.8.4  光子中微子過程
    3.8.5  等離子中微子過程
第4章  輻射轉移過程與不透明度
  4.1  輻射場的宏觀描述
  4.2  輻射與介質的相互作用
    4.2.1  吸收係數和發射係數
    4.2.2  輻射與介質相互作用的微觀過程
  4.3  輻射轉移方程
    4.3.1  平面平行層的輻射轉移方程
    4.3.2  輻射轉移方程的通解
    4.3.3  輻射轉移方程的漸近解
    4.3.4  不透明度
    4.3.5  灰大氣模型
  4.4  恆星物質的不透明度
    4.4.1  量子躍遷
    4.4.2  束縛—束縛躍遷過程
    4.4.3  束縛—自由躍遷過程
    4.4.4  自由—自由躍遷過程
    4.4.5  散射過程
    4.4.6  不透明度的近似公式
第5章  恆星內部的湍流熱對流
  5.1  對流產生的判據
  5.2  熱對流運動的基本方程組
    5.2.1  描述流體運動的基本方程組
    5.2.2  熱對流的布辛尼斯克近似

    5.2.3  熱對流運動的無量綱控制參數
4恆星結構演化引論
    5.2.4  熱對流運動的一般特徵
  5.3  恆星對流的混合長理論
  5.4  湍流的RANS方程組
    5.4.1  湍流的一般特徵
    5.4.2  流場的雷諾分解
    5.4.3  湍流漲落量的關聯函數
    5.4.4  流場平均量的方程組
    5.4.5  湍流關聯量的RANS方程組
  5.5  湍流的k-"模型
    5.5.1  標準k-?模型
    5.5.2  標準k-?模型的參數
    5.5.3  標準k-?模型的局地穩態解
  5.6  恆星對流區的結構模型
    5.6.1  恆星對流區的物理結構
    5.6.2  對流渦胞的結構模型
    5.6.3  流場的平均剪切率模型
    5.6.4  湍流熱通量模型
    5.6.5  恆星對流區的溫度結構
  5.7  恆星對流的k-?模型
    5.7.1  模型參數cb的選擇
    5.7.2  湍流特徵長度的混合長模型
    5.7.3  k-?模型的局地穩態解
第6章  恆星的結構演化模型
  6.1  恆星內部物理過程的典型時標
    6.1.1  動力學時標
    6.1.2  熱時標
    6.1.3  核時標
  6.2  恆星結構基本方程組
    6.2.1  引力勢的泊松方程
    6.2.2  流體靜力學平衡方程
    6.2.3  能量守恆方程
    6.2.4  熱通量方程
  6.3  元素丰度演化方程
    6.3.1  熱核反應
    6.3.2  對流混合
    6.3.3  熱擴散
    6.3.4  元素丰度演化方程
  6.4  邊界條件和初始條件
    6.4.1  中心邊界條件
    6.4.2  表面邊界條件
    6.4.3  初始條件
    6.4.4  解的存在和唯一性問題
  6.5  位力定理
    6.5.1  單原子理想氣體
    6.5.2  一般理想氣體
  6.6  多方模型
    6.6.1  多方關係
    6.6.2  艾姆頓方程

    6.6.3  艾姆頓方程的解
    6.6.4  恆星的多方模型
  6.7  等溫核的性質
  6.8  基本方程組的數值求解方法
    6.8.1  差分方案
    6.8.2  無量綱化變數和基本方程組
    6.8.3  基本方程組的離散化
    6.8.4  邊界條件的離散化
    6.8.5  解恆星結構方程組的迭代演算法—亨葉方法
  6.9  元素丰度演化方程的求解
第7章  恆星的主序和主序前演化
  7.1  恆星的形成
    7.1.1  引力的金斯不穩定性
    7.1.2  分子雲的坍縮與碎裂
    7.1.3  原恆星的形成
    7.1.4  恆星形成過程的觀測證據
  7.2  主序前的演化
    7.2.1  林中四郎線
    7.2.2  林中四郎線上恆星的內部結構
    7.2.3  沿林中四郎線的演化
    7.2.4  朝向主序的演化
  7.3  零年齡主序
    7.3.1  擬合模型
    7.3.2  數值模型
    7.3.3  影響零年齡主序的一些物理因素
    7.3.4  零年齡主序的質量極限
第8章  恆星主序階段的演化
  8.1  下主序恆星的演化
    8.1.1  氫燃燒過程
    8.1.2  內部結構與演化
    8.1.3  太陽模型
  8.2  上主序恆星的演化
    8.2.1  氫燃燒過程
    8.2.2  星風物質損失過程
    8.2.3  對流與自轉引起的物質混合過程
    8.2.4  內部結構與演化
  8.3  極亮主序恆星的演化
    8.3.1  恆星的臨界狀態
    8.3.2  內部結構與演化
  8.4  恆星按質量分類
第9章  小質量恆星主序后的演化
  9.1  小質量恆星的演化圖景
  9.2  沿紅巨星分支的演化
    9.2.1  簡並氦核的性質
    9.2.2  沿紅巨星分支的演化
    9.2.3  不同物理因素對紅巨星分支位置的影響
  9.3  氦閃耀
  9.4  水平分支階段的演化
    9.4.1  零年齡水平分支
    9.4.2  中心氦燃燒階段

    9.4.3  水平分支上的缺口——天琴座RR變星
  9.5  沿漸近巨星分支的演化
    9.5.1  早期漸近巨星分支階段
    9.5.2  殼層源內熱核燃燒過程的穩定性
    9.5.3  熱脈衝漸近巨星分支階段
    9.5.4  慢中子過程核合成
    9.5.5  漸近巨星分支之後的演化
第10章  中等質量恆星主序后的演化
  10.1  中等質量恆星的演化圖景
  10.2  主序之後的演化
    10.2.1  勛伯格—錢德拉塞卡極限
    10.2.2  赫氏空隙區
  10.3  早期紅巨星分支的演化
  10.4  中心氦燃燒階段的演化
    10.4.1  早期中心氦燃燒階段
    10.4.2  第二簇群與藍迴繞
    10.4.3  造父變星
  10.5  沿漸近巨星分支的演化
    10.5.1  早期漸近巨星分支階段
    10.5.2  熱脈衝漸近巨星分支階段
    10.5.3  慢中子過程核合成
    10.5.4  超級漸近巨星分支
第11章  大質量恆星主序后的演化
  11.1  大質量恆星演化的一般圖景
  11.2  中心氦燃燒階段的演化
    11.2.1  質量M<15M?恆星的演化
    11.2.2  質量在15M?    11.2.3  質量在40M?    11.2.4  質量M>60M?恆星的演化
    11.2.5  慢中子過程核合成
  11.3  中微子能量損失過程與恆星中心核的演化
  11.4  晚期各個熱核燃燒階段的演化
    11.4.1  碳燃燒階段的演化
    11.4.2  氖燃燒階段的演化
    11.4.3  氧燃燒階段的演化
    11.4.4  硅燃燒階段的演化
  11.5  超新星爆發之前的演化
    11.5.1  鐵核坍縮過程
    11.5.2  電子俘獲過程
    11.5.3  電子對非穩定性
第12章  超新星與緻密天體
  12.1  超新星及其分類
  12.2  內核坍縮型超新星
    12.2.1  內核的坍縮
    12.2.2  反彈與激波
    12.2.3  超新星爆發過程中的能量平衡
    12.2.4  中微子輸運過程
    12.2.5  爆發機制
    12.2.6  爆炸式核合成
    12.2.7  光變曲線與光譜特徵

  12.3  熱核爆炸型超新星
    12.3.1  恆星的熱核爆炸現象
    12.3.2  爆炸式熱核燃燒過程
    12.3.3  簡並碳氧核的熱核爆炸模型
    12.3.4  電子對非穩定性熱核爆炸模型
    12.3.5  光變曲線
    12.3.6  Ia型超新星模型
  12.4  白矮星
    12.4.1  白矮星的內部結構
    12.4.2  白矮星外包層的結構
    12.4.3  白矮星的演化——冷卻過程
  12.5  中子星
    12.5.1  中子星的種類和觀測特性
    12.5.2  狀態方程與中子星的內部結構
    12.5.3  中子星的演化
參考文獻

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