Plasma Astrophysics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Gordon & Breach Science Pub

作者:D.B. Melrose

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1980-10

价格:USD 156.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9789992914328

丛书系列:

图书标签:

• Plasma Physics
• Astrophysics
• Plasma Astrophysics
• Space Physics
• High-Energy Astrophysics
• Magnetohydrodynamics
• Kinetic Theory
• Nonlinear Physics
• Solar Physics
• Cosmology

宇宙的炽热舞蹈：探寻等离子体天体的奥秘 宇宙并非一片寂静的虚空，而是充斥着无数由炽热气体构成的宏大结构，它们以令人惊叹的方式运动、演化，并深刻地影响着我们对宇宙的认知。这些结构的核心，便是等离子体——一种由部分或全部电离的原子组成的物质状态。从恒星内部燃烧的核心，到星系际空间弥漫的稀薄气体，再到超新星爆发时能量的瞬间释放，等离子体无处不在，是宇宙中最普遍、最活跃的物质形式之一。 本书旨在带领读者深入探索等离子体天体物理学的迷人领域，揭示宇宙中这些炽热舞蹈的内在机制与壮丽景象。我们将从基础的等离子体物理学原理出发，逐步深入到其在天体现象中的具体体现。 第一篇：等离子体的基本原理与性质 在展开宇宙的宏伟画卷之前，我们必须理解构成它的基本元素。本篇将聚焦于等离子体本身，阐述其独特的物理性质和行为规律。 等离子体的形成与组成： 我们将探讨等离子体是如何形成的，通常是在高温、高能量环境下，物质的原子会失去部分或全部电子，形成带电的离子和自由电子。我们将详细介绍等离子体的基本构成粒子——电子、离子、中性粒子，以及它们的相互作用。 电磁场的角色： 等离子体与电磁场之间存在着密不可分的联系。带电粒子在电磁场中会受到洛伦兹力的作用，从而产生各种复杂的运动。我们将深入研究电场、磁场如何塑造等离子体的宏观行为，以及等离子体自身又如何产生和影响电磁场。 流体与动力学描述： 等离子体既可以被看作是流体，又表现出粒子集的动力学特性。我们将介绍宏观的流体方程（如麦克斯韦方程组与纳维-斯托克斯方程的结合）和微观的粒子运动方程（如玻尔兹曼方程），以及它们如何描述等离子体的各种现象，例如波的传播、粒子加速等。 波动与不稳定性： 等离子体并非静止不动，而是充满了各种波动和不稳定性。我们将介绍阿尔芬波、朗缪尔波等各种等离子体波的性质，以及它们在能量传输和粒子加速中的作用。同时，也会探讨等离子体中可能出现的不稳定性，这些不稳定性往往是导致能量耗散和结构形成的重要因素。 碰撞过程与输运： 尽管等离子体中粒子之间的碰撞频率可能相对较低，但碰撞仍然是影响等离子体性质的重要过程。我们将讨论不同类型的碰撞，以及它们如何影响等离子体的温度、密度分布和能量输运。 第二篇：等离子体在恒星天体中的应用 恒星，作为宇宙中最基本的发光天体，其内部和外部都充满了等离子体。本篇将聚焦于恒星的各种现象，解析等离子体物理学在其中扮演的关键角色。 恒星内部的核聚变： 恒星之所以能够发光发热，是因为其核心区域发生的核聚变反应。我们将深入了解核聚变所需的极端高温和高密度环境，以及等离子体在此过程中扮演的燃料和反应介质的角色。 太阳风与日冕： 太阳是一个巨大的等离子体源，它不断地向外喷射出带电粒子流，即太阳风。我们将探讨太阳风的形成机制，其与太阳磁场的关系，以及太阳风如何影响行星际空间和地球的磁层。太阳的外层大气，日冕，更是温度极高、密度极低的等离子体区域，我们将解析其独特的加热机制和动力学特性。 恒星的磁场活动： 恒星的磁场是驱动许多天体现象的重要动力源。我们将研究恒星磁场的产生机制（发电机效应），磁场的重联过程如何引发耀斑和日冕物质抛射等剧烈活动，以及这些活动对恒星乃至周围环境的影响。 白矮星、中子星与黑洞： 这些致密天体代表了恒星演化的终点，它们的物理性质更是极端等离子体现象的集中体现。我们将探讨白矮星中简并物质的性质，中子星极强的磁场和高速旋转，以及黑洞附近吸积盘中等离子体的行为，它们都为我们提供了研究极端条件下等离子体物理学的绝佳实验室。 第三篇：等离子体在星系天体与宇宙大尺度结构中的应用 等离子体的影响范围远不止恒星本身，它在星系以及更广阔的宇宙尺度上同样扮演着至关重要的角色。 星系盘与星系际介质： 星系盘中存在的冷气体和尘埃在局部区域可以形成等离子体，而星系与星系之间广阔的区域——星系际介质，虽然稀薄，但其大部分也是以等离子体的形式存在的。我们将研究星系形成的早期阶段，星系盘中的恒星形成活动如何影响周围的等离子体环境，以及星系际介质的性质如何影响星系的演化。 活动星系核与类星体： 位于星系中心的超大质量黑洞，当吞噬周围物质时，会形成极其明亮的吸积盘，产生强大的辐射和喷流。这些活动星系核和类星体是宇宙中最极端、最明亮的等离子体天体现象之一，我们将深入解析吸积盘的物理过程、喷流的形成与传播，以及它们对整个星系演化的影响。 星系团的等离子体： 星系团是由数百甚至数千个星系组成的巨大结构，其引力作用束缚了大量的热气体，这些气体构成了星系团的主体，并且是高度电离的等离子体。我们将研究星系团中热等离子体的光谱性质，其与暗物质的相互作用，以及星系团的形成和演化过程。 宇宙微波背景辐射的偏振： 宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸的余晖，而对其偏振的研究可以揭示早期宇宙的等离子体状态以及宇宙的演化历史。我们将介绍如何通过观测偏振信息来探测早期宇宙的物理过程。 第四篇：观测技术与数值模拟 要研究这些遥远的等离子体天体，我们需要先进的观测手段和强大的计算工具。 射电望远镜与X射线望远镜： 许多等离子体现象会发出射电波和X射线，因此射电望远镜和X射线望远镜是研究等离子体天体的重要工具。我们将介绍这些望远镜的工作原理，以及它们如何帮助我们探测等离子体的温度、密度、磁场等关键参数。 光谱分析： 通过分析来自等离子体天体的光谱，我们可以获得关于其化学组成、温度、速度等信息。我们将介绍光谱分析的基本方法，以及它在识别和研究等离子体结构中的应用。 数值模拟： 许多等离子体过程过于复杂，难以通过理论分析完全解析，此时就需要借助数值模拟。我们将介绍各种数值模拟方法，例如磁流体模拟、粒子模拟等，以及它们如何帮助我们理解等离子体的行为并预测天体现象。 通过对这些内容的深入探讨，本书旨在为读者构建一个关于宇宙中等离子体现象的全面视角。从微观粒子的相互作用到宏观天体的壮丽景象，我们将一步步揭示等离子体作为宇宙基本组成部分的深刻意义，以及它们如何塑造了我们今天所见的宇宙。本书将激发读者对宇宙深处奥秘的探索欲望，并提供理解宇宙演化和运作机制的坚实基础。

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