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出版者:Abique Books

作者:Professor Ima Kook

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-12-01

价格:USD 12.00

装帧:Paperback

isbn号码:9781892298232

丛书系列:

图书标签:

• 原子物理
• 量子力学
• 原子结构
• 光谱学
• 激光物理
• 原子碰撞
• 等离子体物理
• 量子电动力学
• 核物理
• 物理学

《恒星的演化与宇宙的结构》 一本跨越时间尺度的天体物理学入门与进阶之作 内容简介： 本书旨在为读者构建一个宏大而精密的宇宙图景，深入探讨恒星从诞生到消亡的生命周期，以及这些宇宙中最基本构造单元如何共同塑造了我们所观测到的宇宙结构。不同于专注于原子内部微观世界的物理学，本书将视野聚焦于宏观宇宙的尺度，运用观测数据、理论模型和先进的模拟技术，揭示天体物理学的核心奥秘。 全书共分为四大核心板块，层层递进，由近及远，带领读者领略宇宙的壮丽与复杂性。 --- 第一部分：恒星的诞生与生命历程（The Stellar Nursery and Life Cycle） 本部分从宇宙的原材料——星际介质（Interstellar Medium, ISM）的性质入手。我们将详细解析气体云的密度波动、温度分布以及磁场对引力坍缩的约束作用。重点探讨分子云的引力不稳定性如何触发恒星形成的核心过程。 原恒星阶段 (Protostellar Evolution)： 介绍开普勒定律在吸积盘系统中的应用，讨论原恒星周围的吸积流（Accretion Flows）和双极性喷流（Bipolar Outflows）对星周物质的清除机制。读者将了解到如何通过红外和射电望远镜观测来确定年轻星体的质量和年龄。 主序星阶段 (Main Sequence Life)： 深入剖析恒星稳定燃烧的核心——核聚变反应的物理机制。我们将细致阐述质子-质子链（p-p chain）和CNO循环（Carbon-Nitrogen-Oxygen cycle）在不同质量恒星内部的相对重要性，以及能量如何在恒星内部通过辐射和对流进行传输。通过分析恒星结构方程（如质量、光度和半径之间的关系），解释恒星光谱分类（OBAFGKM）的物理本质。 恒星演化的终点： 针对低质量恒星（如太阳型恒星），详细描述红巨星分支（Red Giant Branch, RGB）和渐近巨星分支（Asymptotic Giant Branch, AGB）的物理过程，包括氦闪（Helium Flash）和热脉冲（Thermal Pulses）现象。对于大质量恒星，则聚焦于内层元素合成（如碳燃烧、氖燃烧直至硅燃烧），以及它们如何为超新星爆发积蓄能量。 --- 第二部分：致密天体与极端物理环境（Compact Objects and Extreme Physics） 当恒星耗尽核燃料后，它们的残骸将走向宇宙中最极端的物理状态。本部分专注于研究这些致密天体的内部结构和外部辐射特性。 白矮星与钱德拉塞卡极限： 阐释电子简并压力（Electron Degeneracy Pressure）如何抵抗引力。详细推导和讨论钱德拉塞卡极限（$1.4 M_{odot}$）的物理意义，以及它在Ia型超新星爆发中的作用。 中子星的奥秘： 探讨引力坍缩突破简并压力后，中子简并压力支撑的物理模型。讨论夸克物质（Quark Matter）的理论猜想，以及如何通过观测脉冲星（Pulsars）的射电信号、磁场强度和冷却曲线来检验这些模型。重点解析磁星（Magnetars）的超强磁场及其导致的爆发活动。 黑洞的几何与动力学： 从爱因斯坦的广义相对论出发，介绍史瓦西解（Schwarzschild Solution）和克尔解（Kerr Solution）。深入解析事件视界（Event Horizon）的定义、奇点（Singularity）的性质，以及黑洞吸积盘（Accretion Disk）的辐射机制——特别是高能X射线和伽马射线辐射的产生。读者将学习如何利用引力波天文学（LIGO/Virgo/KAGRA）探测双黑洞并并合事件。 --- 第三部分：星系与宇宙学结构（Galaxies and Cosmological Structure） 恒星并非孤立存在，它们构成了星系，而星系又组织成宇宙网。本部分将尺度扩大到星系团和整个可观测宇宙。 星系的形态与动力学： 分类介绍螺旋星系、椭圆星系和不规则星系。运用维里定理（Virial Theorem）来估算星系和星系团的质量，并深入探讨暗物质（Dark Matter）在星系旋转曲线中所扮演的关键角色。讨论星系合并（Galaxy Mergers）如何驱动星系形态的演化。 活动星系核（AGN）与超大质量黑洞（SMBH）： 解析活动星系核的统一模型，从射电星系、类星体到狭线谱线区（BLR）的物理辐射过程。讨论SMBH如何通过反馈机制（AGN Feedback）影响宿主星系的恒星形成率。 宇宙学基础： 介绍弗里德曼方程（Friedmann Equations）的推导和基本参数（如哈勃常数 $H_0$、物质密度参数 $Omega_m$ 和暗能量密度参数 $Omega_{Lambda}$）的物理意义。探讨宇宙微波背景辐射（CMB）的物理起源，及其温度各向异性如何揭示早期宇宙的量子涨落。 --- 第四部分：宇宙的演化与未来（Cosmic Evolution and Fate） 最后一部分将目光投向宇宙的整体历史和最终命运。 暴胀理论与早期宇宙： 探讨暴胀（Inflation）理论如何解决视界问题和平坦性问题。分析早期宇宙的相变（Phase Transitions），如夸克-胶子等离子体到核子和原子核的形成。 大尺度结构形成： 引入冷暗物质（Cold Dark Matter, $Lambda$CDM）模型，并描述从微小的密度扰动如何经由引力不稳定性演化为星系、星系团和巨大的纤维状结构（Filaments）和空洞（Voids）。 暗能量与宇宙的加速膨胀： 详细介绍观测证据如何确立宇宙正在加速膨胀，并讨论当前主导宇宙演化的暗能量（Dark Energy）的主要候选模型，如宇宙学常数（Cosmological Constant）和任意标量场（Scalar Fields）。最后，展望宇宙可能的终极命运——大撕裂（Big Rip）、热寂（Heat Death）或大挤压（Big Crunch）。 --- 本书特色： 本书以清晰的数学框架为支撑，辅以大量的观测图像和数据拟合曲线，强调物理图像的构建。它不仅仅是一本知识的罗列，更是一次对宇宙物理规律的深度探索之旅，适合具有基础微积分和经典物理学知识的大学生、研究生以及对宏观宇宙学和恒星物理学抱有浓厚兴趣的科学爱好者阅读。通过本书，读者将掌握分析和理解当代天体物理前沿研究所需的关键概念和工具。

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读完《Atomic Physics》，我最大的感受是，原来我们所处的这个看似稳定而有序的世界，在最微观的尺度上，竟然是如此的“奇特”和“不确定”。书中关于量子纠缠的部分，让我尤为着迷。那种“隔空相认”、“心灵感应”般的关联，虽然听起来像是科幻小说，但作者却用严谨的科学语言和实验证据，将其描绘得真实可信。我被书中对于“量子态”的描述所震撼，它不像我们经典物理中一个物体拥有确定的位置和速度，而是可能同时处于多种状态的叠加，直到被测量的那一刻，它才“坍缩”到其中一种状态。这种概念的颠覆性，让我重新审视了“现实”本身的定义。作者的写作风格非常独特，既有科学家特有的严谨逻辑，又不乏哲学家的思辨深度。他能够将复杂的物理概念，通过富有洞察力的分析，展现出其背后深刻的哲学含义，让读者在学习物理知识的同时，也能引发对存在、观察、因果等根本性问题的思考。这本书让我意识到，量子世界并非遥不可及的神秘之地，而是构成我们一切的基石，理解它，就是理解我们自身存在的根源。

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《Atomic Physics》这本书，对于我这样非物理专业背景的人来说，无疑是一次巨大的挑战，但也是一次极其宝贵的学习经历。我最开始被它吸引，是因为它承诺能够“揭示原子世界的奥秘”，而我一直对我们生活世界最基本组成单元充满好奇。书中关于量子力学基础的讲解，虽然一开始有些晦涩，但作者似乎预料到了读者的困惑，用了一系列贴切的生活化类比来辅助说明，比如像“概率云”这样的概念，就被形象地比作了“笼罩在原子核周围的电子行为的模糊区域”，这极大地帮助我克服了最初的心理障碍。让我感到惊喜的是，这本书并非只是理论堆堆砌，它还巧妙地将原子物理学在现实世界中的应用也穿插其中，比如激光的原理、核磁共振成像（MRI）等等，这些内容让我看到抽象的物理学如何切实地改变我们的生活，也让我对学习这些知识的意义有了更深刻的认识。虽然我可能无法完全理解书中所有的数学推导，但我相信，通过这本书，我对于原子世界的理解已经迈进了一个全新的层次，这种感觉是非常充实的。

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我不得不说，《Atomic Physics》这本书的设计和排版，已经让我爱不释手了。封面设计简洁大气，封底的书介也恰到好处地勾勒出了本书的深度与广度，让人一眼就能感受到这是一部值得深入研读的佳作。拿到手中，纸张的触感非常舒适，印刷清晰，字体大小适中，长时间阅读也不会感到疲惫。更重要的是，书中大量的插图和图表，不仅具有极高的信息量，而且绘制得非常精美，它们并非简单的示意图，而是能够直观地帮助读者理解那些抽象而复杂的概念。例如，在讲解原子核结构时，那些三维立体的核子模型图，以及能量井的示意图，都极大地降低了理解门槛。我特别欣赏作者在处理数学公式时的态度，它们被恰如其当地放置在需要的地方，并且通常伴随着详细的文字解释，确保读者能够理解公式背后的物理意义，而不是仅仅停留在符号层面。这种图文并茂、严谨又不失美感的呈现方式，让我对这本书的整体品质有了极高的评价。它不仅仅是一本知识的载体，更是一件令人赏心悦目的艺术品，让人在阅读知识的同时，也能享受到视觉上的愉悦。

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这本《Atomic Physics》我断断续续地读了好几个月，每次翻开它，都像是在探索一个浩瀚的宇宙。书中的概念，哪怕是最基础的，也都被作者用一种近乎诗意的语言解读出来，让人在理解抽象理论的同时，也能感受到物理世界那份深邃而迷人的魅力。比如，它在讲述原子光谱时，并非简单罗列波长和能量，而是深入剖析了电子跃迁过程中伴随的“光之舞”，以及这种“光之舞”如何成为揭示原子结构秘密的唯一密码。我尤其喜欢书中关于量子隧穿效应的描述，那种“穿墙而过”的奇幻感，被作者描绘得既科学严谨，又充满了哲学思辨的色彩。它不仅仅是关于粒子行为的描述，更像是在探讨现实的边界和可能性。我常常会因为书中某个精妙的比喻而停下阅读，思考良久，甚至会联想到一些宇宙学的宏大命题。这种阅读体验，远超了我以往接触过的任何一本物理科普读物，它让我觉得，学习物理，不应该是一件枯燥乏味的填鸭过程，而是一场充满惊喜的智力探险。作者似乎深谙此道，将最前沿的物理学知识，巧妙地融入到了一个个引人入胜的故事和类比之中，让即便是初学者，也能在不感到被压倒的情况下，逐渐建立起对原子世界的清晰认知。

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坦白说，《Atomic Physics》这本书带给我的震撼，与其说是知识上的，不如说是思维方式上的。它彻底颠覆了我对“事物本质”的理解。在阅读过程中，我感觉自己仿佛被带入了一个全新的维度，在那里，经典物理学的直觉不再适用，取而代之的是概率、叠加态和不确定性。作者在解释玻尔模型时，并没有止步于轨道和能级，而是着重强调了电子“存在”的模糊性，以及测量行为对微观粒子命运的深刻影响。那种“观察者效应”被描绘得相当到位，让我想起了一些关于意识与物质关系的哲学讨论。让我印象深刻的是，书中关于自旋的阐述，它并非一个简单的“旋转”概念，而是量子世界里一种内在的、独有的性质，这种性质如何影响原子行为，以及如何被用于超导和磁共振等技术，作者都做出了非常清晰且易于理解的解释。这本书的结构安排也十分巧妙，每一章节都像是为接下来的内容打下坚实的基础，但又不会让人觉得过于重复。而且，作者的语言风格非常独特，既有严谨的科学术语，又不失活泼的文采，读起来一点都不枯燥。我发现自己在阅读过程中，不自觉地开始用一种更加开放和审慎的态度去审视周围的世界，思考那些我们习以为常却可能隐藏着深刻量子奥秘的现象。

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