A Course on Classical Mechanics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Pal, Madhumangal

出品人:

页数:276

译者:

出版时间:

价格:463.00 元

装帧:

isbn号码:9781842655184

丛书系列:

图书标签:

• Classical Mechanics
• Mechanics
• Physics
• Textbook
• University Physics
• Graduate Level
• Mathematical Physics
• Lagrangian Mechanics
• Hamiltonian Mechanics
• Newtonian Mechanics

现代天体物理学导论 (Introduction to Modern Astrophysics) 本书旨在为物理学、天文学及相关领域的高年级本科生和研究生提供一个全面且深入的现代天体物理学导论。 它超越了经典力学的范畴，聚焦于理解宇宙中从恒星到星系乃至更大尺度结构的物理过程和现象。本书的叙述风格力求清晰严谨，同时保持对前沿研究的关注，并辅以丰富的数学推导和实际观测数据的结合。 --- 第一部分：恒星物理学基础 (Foundations of Stellar Astrophysics) 本部分将构建理解恒星结构、演化和能量产生的基础框架。 第一章：电磁辐射与辐射传输 (Electromagnetic Radiation and Radiative Transfer) 本章首先回顾了电磁场理论在天体物理背景下的应用，重点讨论了黑体辐射定律及其在描述恒星表面温度中的关键作用。我们将详细推导普朗克定律，并讨论维恩位移定律、瑞利-金斯定律在特定条件下的适用性。随后，深入探讨辐射传输方程，包括吸收、散射和发射的机制。重点分析光深、光学厚度和辐射逃逸的概念，并将其应用于计算恒星大气的光谱特征。章节末尾将介绍特定谱线形成的物理过程，如激发态和电离，并讨论多普勒展宽和压力展宽对观测光谱的影响。 第二章：恒星内部结构与流体力学 (Internal Stellar Structure and Fluid Dynamics) 本章是恒星模型的基石。我们从流体静力平衡方程开始，结合能量守恒定律（热力学第一定律），推导出描述恒星内部压力、密度和温度分布的四个基本微分方程——即“四方程组”。我们将详细分析能量传输机制：辐射、对流和中微子冷却。通过分析有效比热和绝热梯度，明确区分辐射区和对流区。本章将着重讨论恒星演化过程中的关键参数——均一度（opacity）的计算，特别是电子简并效应在低质量恒星中的重要性。 第三章：恒星能源与核合成 (Stellar Energy Sources and Nucleosynthesis) 本章聚焦于恒星如何产生能量。从基本粒子物理出发，介绍核反应的截面和反应率的计算方法。重点分析质子-质子链（pp-chain）和碳氮氧循环（CNO cycle）的物理细节及其对恒星质量-温度关系的制约。随后，转向恒星演化后期的核合成，详细阐述热核反应在红巨星分支（RGB）和水平分支上的发生。章节高潮在于超新星爆发前的元素产生，包括 s-过程（慢中子俘获）和 r-过程（快中子俘获）的物理机制，解释了宇宙中轻元素丰度形成的历史。 第四章：恒星演化与终点 (Stellar Evolution and Endpoints) 本章系统地描绘恒星从诞生到死亡的完整生命周期。从分子云的引力坍缩、原恒星阶段的演化轨迹开始，过渡到主序星的平衡状态。随后，我们将剖析恒星如何离开主序，经历红巨星、渐近巨星分支（AGB）阶段，并最终以前驱物质量的差异决定其不同的命运。详细讨论白矮星的结构（包括钱德拉塞卡极限的推导）、中子星的内部物理（包括超流性和夸克物质的猜测）以及黑洞的形成机制（史瓦西半径的确定）。对不同类型的超新星（Ia型和核心坍缩型）的触发机制和光变曲线进行对比分析。 --- 第二部分：星系与宇宙学 (Galaxies and Cosmology) 本部分将视线从单个恒星扩展到星系尺度，并最终触及宇宙的整体结构和演化。 第五章：星系动力学与结构 (Galactic Dynamics and Structure) 本章应用牛顿引力和微扰理论来研究星系的运动学。首先介绍恒星运动的统计描述，包括速度椭球和速度弥散。重点分析碟状星系（如银河系）的旋转曲线，并深入讨论暗物质的证据来源——特别是对旋转曲线不一致性的分析。我们将建立并分析球状星系的密度分布模型（如等温球模型和Sérsic模型）。随后，引入相空间密度函数，运用玻尔兹曼方程来描述星系团的稳定性和动力学弛豫过程，例如通过兰道势能进行计算。 第六章：活动星系核 (Active Galactic Nuclei - AGN) 本章专门探讨星系中心区域的极端活动现象。首先回顾爱丁顿光度及其在限制中心黑洞质量上的作用。详细分析不同类型的AGN——如射电星系、类星体和活动星系核——的观测特征和分类（如统一模型）。深入探讨吸积盘的物理过程，包括沙茨曼冷却机制、盘的稳定性以及高能辐射（X射线和伽马射线）的产生机制。最后，讨论喷流（Jets）的形成与准相对论性效应。 第七章：宇宙学原理与弗里德曼方程 (Cosmological Principles and the Friedmann Equations) 本部分开始宇宙学之旅。首先严格定义宇宙学原理（均匀性和各向同性），并讨论其在不同尺度上的适用性。从爱因斯坦的广义相对论出发，推导标准的ΛCDM模型下的弗里德曼方程，揭示宇宙膨胀率、物质密度、辐射密度和宇宙学常数之间的动态关系。详细分析了宇宙学中关键的物理量：哈勃参数、减速参数和宇宙年龄的计算方法。本章将讨论宇宙学红移的物理起源及其与尺度的关系。 第八章：早期宇宙物理 (Physics of the Early Universe) 本章聚焦于宇宙大爆炸后的关键时期。从暴胀理论（Inflation）的动机和基本机制开始，解释暴胀如何解决视界问题、平坦性问题和磁单极子问题。随后，详细描述宇宙的冷却历史：夸克时代、强子时代和轻子时代。重点分析了太初核合成（BBN）的物理过程，计算了早期宇宙中氢、氦和锂的丰度，并将其与观测结果进行对比，以此作为标准模型的重要证据。最后，讨论宇宙微波背景辐射（CMB）的产生机制、偶极子各向异性和温度涨落的起源。 --- 结语： 本书的最后部分将提供一个涵盖天体物理学各个领域的高级参考，强调理论框架与最新观测（如引力波天文学、高能中微子探测）的结合，为读者在深入研究领域奠定坚实的理论基础。本书的数学工具主要集中在微积分、线性代数、常微分方程，并要求读者具备初步的群论和张量分析知识。

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