Solar System Magnetic Fields (Geophysics and Astrophysics Monographs) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Priest, E. R.; Priest, E. R.;

出品人:

页数:308

译者:

出版时间:1985-12-31

价格:USD 135.00

装帧:Paperback

isbn号码:9789027721389

丛书系列:

图书标签:

• Solar System
• Magnetic Fields
• Geophysics
• Astrophysics
• Planetary Science
• Magnetosphere
• Space Physics
• Plasma Physics
• Solar Wind
• Interplanetary Magnetic Field

恒星动力学与星际介质研究进展：理论模型、观测数据与前沿探索 图书概述： 本书汇集了近年来在恒星动力学、星际磁场结构、星系演化以及高能天体物理等交叉领域取得的突破性进展。它不仅深入探讨了驱动恒星形成与运动的物理机制，还详尽梳理了星际和星系际介质中磁场的复杂拓扑结构及其对物质输运和能量耗散的关键作用。全书内容涵盖了从理论建模、数值模拟到尖端观测技术的最新成果，旨在为天体物理学、空间物理学以及等离子体物理学领域的研究人员、高级研究生提供一本全面且具有前瞻性的参考著作。 --- 第一部分：星际介质（ISM）的物理特性与磁场起源 第一章：星际介质的组成与热力学结构 本章首先对银河系及其他星系中星际介质的相态（冷中性介质、暖电离介质、热星际介质等）进行了详尽的分类和描述。重点分析了各相态的密度、温度和化学丰度分布。随后，深入讨论了能量平衡问题，特别是来自超新星爆发（SN）和星风的加热机制，以及辐射冷却和绝热膨胀的制约。对星际介质中的非热粒子（如宇宙射线）的输运和能量注入机制进行了细致的梳理，强调了这些因素如何影响介质的宏观热力学状态。 第二章：磁场在星际介质中的起源与演化 本章聚焦于星际介质中磁场的生成和维持过程。探讨了早期宇宙中“原初磁场”的形成理论，包括阿尔芬磁场（Alfvénic fields）的生成机制。详细介绍了“发电机理论”（Dynamo Theory）在增益和维持当前星际磁场强度中的作用，区分了线性与非线性发电机过程，并讨论了湍流在磁场放大中的贡献。同时，对磁场在不同尺度上的演化进行了分析，包括从小尺度湍流到大尺度螺旋度的转变。 第三章：磁场观测技术与各向异性探测 阐述了探测星际磁场方向和强度的主要技术手段。重点介绍了法拉第旋转（Faraday Rotation）测量在确定沿视线方向磁场分量上的应用及其局限性。讨论了星际尘埃的对齐（Grain Alignment）及其产生的星光偏振（Starlight Polarization）如何揭示磁场的横向结构。此外，还涵盖了对脉冲星色散和时延的分析，以及利用非热辐射的偏振结构来推断磁场几何形状的方法。 --- 第二部分：恒星形成与磁场相互作用 第四章：磁场在分子云中的作用：从引力坍缩到星周盘 本章分析了磁场在分子云的初始结构和后续演化中的关键角色。详细讨论了磁悬浮（Magnetic Support）对分子云坍缩的抑制作用，引入了“临界质量”（Critical Mass）的概念，并结合观测证据探讨了磁阻尼（Magnetic Braking）如何促进核心的形成。阐述了磁场如何引导分子云物质进入星周盘，以及在原恒星吸积流（Accretion Flows）的形成过程中，磁场如何通过磁压力梯度驱动喷流的产生。 第五章：原恒星与年轻星团中的磁场结构 本章将研究重点转向新生恒星及其周围环境。探讨了原恒星吸积盘中的磁场拓扑，以及磁场如何通过磁场线缠绕和磁绳（Magnetic Flux Ropes）的结构影响吸积率和喷流的能量输出。在年轻星团尺度上，分析了星团的动力学演化如何受到星团内恒星间磁场耦合的影响，特别是在星团的形成初期，磁场对恒星逃逸速度和星团质量函数的影响。 第六章：恒星大气与磁场活动 深入研究了恒星表面和近距离空间中的磁场现象。详细介绍了恒星磁场活动的产生机制，包括对流层中的皮层对流（Bifurcation of Convection）和磁流体力学（MHD）不稳定性。讨论了磁场活动（如耀斑、日冕物质抛射CME）对恒星光度和行星宜居性的长期影响。对不同类型恒星（如主序星、红巨星、白矮星）的磁场强度和拓扑结构进行了比较研究。 --- 第三部分：银河系与星系尺度的磁场 第七章：银河系磁场的整体结构与尺度效应 本章集中于银河系尺度上的磁场分布。通过对银河系盘面法拉第旋转测量的综合分析，重建了银河系磁场的宏观结构，包括盘面内场的螺旋度和垂直场分量的分布。讨论了银河系中心黑洞（Sgr A）周围的磁场对物质的约束作用。同时，探讨了银河系晕（Galactic Halo）中磁场的存在及其对宇宙射线输运的影响。 第八章：星系际介质（IGM）中的磁场与宇宙磁通量 本章将视野拓展至星系团和星系团间隙。讨论了星系团内磁场如何通过磁流体力学冲击波（MHD Shocks）被放大和重塑。分析了星系团中弥散的非热辐射，并以此推断出星系团内磁场的强度和均匀性。探讨了宇宙学背景下，早期宇宙中磁场演化的模型，以及如何利用极化背景辐射（如CMB的B模偏振）来约束极早期的宇宙磁场。 第九章：高能粒子输运与磁场的反馈 本章探讨磁场在宇宙射线（Cosmic Rays, CRs）加速和传播中的核心作用。详细阐述了费米加速机制（Fermi Acceleration）在超新星遗迹（SNR）边缘和活动星系核（AGN）喷流中的实现。分析了磁场梯度如何导致宇宙射线各向异性，并讨论了磁场在约束和重定向高能粒子流方面的关键作用，从而影响星系和星系团的能量平衡。 --- 第四部分：理论与数值前沿 第十章：磁化湍流的理论与模拟 本章聚焦于磁化等离子体中的湍流现象。介绍了磁化湍流的特征尺度（如阿尔芬尺度、惯性尺度）以及湍流谱的演化规律。重点介绍了先进的磁流体力学（MHD）数值模拟方法，如有限体积法、有限元法，以及如何在高分辨率下捕捉磁重联（Magnetic Reconnection）事件的物理过程。讨论了湍流如何影响磁场线的混合和能量级的耗散。 第十一章：磁场中的非理想效应与等离子体不稳定性 本章讨论了在实际天体物理环境中，需要考虑的非理想效应，例如电阻率、离子粘滞和辐射压力对磁场动力学的影响。详细分析了各种重要的磁流体力学不稳定性，如撕裂模不稳定性（Tearing Mode Instability）、扭转不稳定性（Kink Instability）及其在磁场重构和磁通量传输中的作用。 结语：磁场研究的未来方向 本书最后展望了未来在天体磁场领域可能取得的突破，包括下一代射电望远镜（如SKA）对微弱磁场的精细成像能力，以及未来空间任务对太阳系磁场边界（如日球层顶）的深入探测，以期更好地理解磁场在宇宙结构形成中的普适性作用。

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说实话，我原本是冲着“太阳系”这个关键词来的，期待能看到一些关于太阳风、行星磁层如何互相作用的生动描述，最好能配上一些震撼人心的天文图片。然而，这本书给我的感觉更像是进入了一个没有窗户的实验室，里面充斥着纯粹的理论推导和数据分析。它几乎没有涉及任何宏观的宇宙景象，而是深入到了磁场线如何扭曲、如何耗散的微观物理层面。我花了很大力气去理解第三章关于磁层边界层的讨论，但那里的描述太过抽象，缺乏足够的类比和直观的例子，读起来枯燥乏味。我试着对照着网络上的行星磁场示意图去理解书中的概念，结果发现书中的描述远比那些简化的图示要复杂得多，简直是另一个维度的知识。这本书显然没有在“讲故事”上下功夫，它的语言是冰冷的、精确的，只为那些已经掌握了基础物理框架的读者服务的，对我这种希望从整体概念上把握太阳系磁场运行规律的人来说，简直是南辕北辙。

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这本书的参考文献列表简直是一座知识的金矿，它详尽地罗列了从上世纪中叶至今的奠基性论文和最新的研究成果，这对于正在撰写文献综述的研究人员来说，绝对是无价之宝。然而，对于我这样的“路人甲”读者而言，这个列表的长度反而带来了一种压迫感——它暗示着这本书所涵盖的知识广度是如此庞大，以至于任何试图快速掌握的企图都显得幼稚可笑。我注意到其中引用了很多年代久远的经典论文，这表明作者在回顾历史脉络方面下了很大功夫，确保了理论的源头可追溯。但问题是，书中对于这些经典成果的介绍往往只是引用其结论，而没有深入探讨其推导的背景和局限性，这使得那些不熟悉上下文的读者很难把握这些理论在当代科学中的地位。总而言之，这本书更像是一份给“圈内人”准备的备忘录和工具箱，其价值体现在其深度和广度上，但同时也筑起了一道高高的门槛，将大多数非专业人士拒之门外。

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从结构上看，这本书的逻辑性无疑是教科书级别的，它从基础的麦克斯韦方程组出发，一步步构建起适用于太阳系等离子体的磁流体力学框架，然后逐步引入各种扰动和边界条件进行分析。这种层层递进的结构非常适合系统学习，但对于我这种只对特定现象（比如地球磁场的极移）感兴趣的读者来说，效率太低了。为了找到一点关于地球磁场的讨论，我不得不跳过前面大量的关于太阳等离子体输运和星际磁场拖拽的理论铺垫，即便如此，关于地球的部分也只是作为复杂模型的一个应用案例被提及，深度远不及前半部分对理论基础的构建。这本书的重心明显偏向于理论模型的建立和验证，而非对各个太阳系天体磁场现象的全面综述。如果有人希望通过这本书快速了解木星或者土星的磁场有什么独特之处，可能会失望地发现，这里提供的更多是计算这些独特之处的通用方法，而不是现象本身的描绘。

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这本书的封面设计就透着一股严肃的学术气息，厚重的装帧和深邃的蓝色调，让人一眼就知道这不是什么轻松的读物。我刚翻开第一页，就被那密密麻麻的公式和图表给“劝退”了。坦白说，我对磁场理论的理解还停留在高中物理的层面，所以书中的内容对我来说简直就是天书。每一个章节都仿佛在挑战我的智商极限，充满了诸如“阿尔文波”、“磁流体力学不稳定性”这样的专业术语，每一个词都像是装了锁的盒子，没有相应的知识储备根本无法打开。我尝试着去理解作者是如何推导出那些复杂的数学模型，但很快就迷失在了复杂的推导过程里，感觉自己就像一个误闯进高级物理研讨会的门外汉。不过，尽管内容晦涩难懂，我还是能感受到作者在构建理论体系上的严谨和深度，那种对细节的打磨和对已知研究的全面梳理，绝对是专业人士的水平。如果不是为了应付某个特定的研究任务，我可能连翻下去的勇气都没有，这更像是一本供资深研究者参考的工具书，而非面向普通爱好者的科普读物。

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这本书的排版和图表质量非常高，这一点必须肯定。图表的清晰度和分辨率足以支持读者进行精确的测量和比对，每一个坐标轴的标注都清晰无误，这对于需要引用或复现结果的研究者来说，无疑是极大的便利。不过，这种高度专业化的呈现方式也带来了阅读上的障碍。很多关键的物理图像，比如磁流体动力学中的拓扑结构变化，仅仅通过黑白线条和复杂的向量场符号来表示，如果没有配套的颜色编码或者动态模拟的辅助，光靠想象力去重构那个三维的物理场景，难度系数简直是五颗星。我不得不承认，我花了很长时间盯着其中一张关于磁场重联的示意图发呆，试图弄明白那些箭头代表的流体运动方向和磁场线的断裂与连接过程，最终还是因为缺乏配套的视频讲解，而不得不作罢。这本书对读者的预设能力要求太高了，它假设你不仅懂磁场理论，还精通如何从二维平面图读出四维时空的变化。

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