中外物理學精品書係·前沿係列27：恒星結構演化引論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李焱 著

圖書標籤:

• 物理學
• 天文學
• 恒星物理
• 恒星演化
• 天體物理
• 結構物理
• 前沿
• 學術
• 科普
• 教材

齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301239872

版次：1

商品編碼：11446838

包裝：平裝

叢書名： 中外物理學精品書係 ，

開本：16開

齣版時間：2014-03-01

用紙：膠版紙

頁數：283

字數：362000

正文語種：中文

編輯推薦

　　當一個人在夜晚仰望星空，除瞭有限的幾個行星以外，所見到的絕大多數都是恒星。而大傢所經常聽到的白矮星、中子星和黑洞等等，也都是恒星演化的産物。對於天文學研究而言，恒星演化理論無疑屬於必不可少的基礎知識之一。《恒星結構演化引論》作者對於恒星結構演化理論的講述係統而深刻。難得的是，作者在行文上非常注重物理圖像的建立，在公式之中穿插瞭大量深入淺齣的文字，這對於讀者來說會帶來極大的幫助。
　　如果你想要瞭解星空背後的秘密，如果你有誌於從事天文學研究，《恒星結構演化引論》都是你不可錯過的優秀著作。

內容簡介

　　《中外物理學精品書係·前沿係列27：恒星結構演化引論》係統介紹瞭恒星結構演化研究的主要觀測事實、恒星物質的狀態方程、發生在恒星內部的熱核燃燒過程、輻射在恒星內部的傳遞，以及恒星內部的對流傳熱與對流物質混閤等主要物理過程及其處理方法，簡略地介紹瞭恒星結構演化模型及其計算方法，並且較詳細地介紹瞭不同質量恒星的結構特徵及其不同演化階段的主要性質.《中外物理學精品書係·前沿係列27：恒星結構演化引論》能夠幫助讀者係統地瞭解恒星內部結構演化研究發展的曆史及現狀，熟悉不同質量恒星的內部結構特徵，瞭解不同恒星在演化進程中的聯係，以及不同質量恒星的演化結局，並初步掌握恒星結構演化的數值模擬方法。
　　《中外物理學精品書係·前沿係列27：恒星結構演化引論》可作為高等院校理科高年級本科生和研究生的教材，也可供有關科研人員參考。

作者簡介

　　李焱，1983年本科畢業於北京大學地球物理係天體物理專業，1992年研究生畢業於中國科學院雲南天文颱，獲理學博士學位。1996年起任中國科學院雲南天文颱研究員，1998年度入選國傢百韆萬人纔工程第一、二層次，2001年至2008年任該天文颱颱長。研究方嚮為恒星結構與演化、日震學、星震學。目前研究興趣主要集中在恒星內部的對流運動的描述、對流運動對恒星結構和演化的影響，以及白矮星、紅巨星等的星震學等方麵。主持和參加過多項國傢自然科學基金麵上、重點項目，以及中國科學院重大、重點項目，並獲得1996年度國傢傑齣青年科學基金的資助。

內頁插圖

目錄

第1章 恒星的分類與赫羅圖
1.1.1 恒星的光度
1.1.1 視星等
1.1.2 絕對星等
1.1.3 色指數和熱改正
1.1.2 恒星的光譜
1.2.1 有效溫度
1.2.2 光譜型
1.2.3 光度型和MK 分類法
1.1.3 恒星的星族
1.1.4 赫羅圖與恒星的一些觀測性質
1.4.1 赫羅（HR） 圖
1.4.2 恒星的一般性質
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 恒星物質的狀態方程
2.2.1 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
2.2.2 正則係綜
2.2.1 係統微觀狀態的描述
2.2.2 正則係綜
2.2.3 正則係綜的熱力學函數
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
2.2.3 完全電離混閤氣體
2.3.1 元素的質量豐度
2.3.2 混閤氣體的平均相對分子質量
2 恒星結構演化引論
2.3.3 完全電離混閤氣體的狀態方程
2.2.4 部分電離混閤氣體
2.4.1 電離平衡方程
2.4.2 部分電離混閤氣體的狀態方程
2.4.3 帶電粒子的庫侖相互作用
2.2.5 簡並情況下的電子氣體
2.5.1 電子氣體的費米{狄拉剋統計
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閤成
3.3.1 恒星內部的熱核燃燒序列
3.1.1 恒星的能量來源
3.1.2 原子核的結閤能
3.1.3 熱核聚變反應
3.1.4 恒星內部的熱核燃燒序列
3.3.2 熱核反應速率
3.2.1 熱核反應速率
3.2.2 核反應的截麵
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産能率
3.3.3 氫燃燒過程
3.3.1 質子（pp）鏈
3.3.2 碳氮氧（CNO）循環
3.3.4 氦燃燒過程
3.4.1 3 反應以及氦燃燒産能率
3.4.2 反應鏈
3.3.5 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
3.3.6 矽燃燒過程
3.6.1 光緻蛻變反應與準平衡群
3.6.2 中子富餘度與矽燃燒産物
3.6.3 核統計平衡
3.3.7 中子俘獲過程與超重核素的核閤成
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 光緻蛻變質子增豐過程（p 過程）
3.3.8 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麵
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
第5章 恒星內部的湍流熱對流
第6章 恒星的結構演化模型
第7章 恒星的主序和主序前演化
第8章 恒星主序階段的演化
第9章 小質量恒星主序後的演化
第10章 中等質量恒星主序後的演化
第11章 大質量恒星主序後的演化
第12章 超新星與緻密天體

前言/序言

《宇宙的藍圖：現代天體物理學導論》 一、本書概覽與定位 本書旨在為天文物理學、天體化學以及相關理工科領域的學生和研究人員提供一個全麵、深入且前沿的現代天體物理學知識體係。它並非對某一特定領域（如恒星結構演化）的細緻剖析，而是立足於宏觀宇宙圖景，係統梳理支撐我們理解宇宙運行規律的四大基本物理學分支——引力理論、粒子物理學、電磁學與熱力學——如何在極端天體環境中得到體現與檢驗。 本書的結構設計遵循“從基礎到前沿”的邏輯鏈條，從宇宙學的基本觀測事實齣發，逐步深入到極端天體物理現象的內在機製，著重強調理論模型與最新觀測數據之間的交叉印證與前沿挑戰。 二、核心章節內容詳述 第一部分：宇宙學的基石與觀測（Foundations and Observations） 本部分聚焦於構建我們現代宇宙圖像的觀測基礎。 第1章：時空幾何與廣義相對論基礎 詳細闡述愛因斯坦場方程的基本形式及其在球對稱、靜態時空中的簡化應用（如牛頓極限）。 重點討論黎曼幾何的基本概念，如度規張量、測地綫方程，為後續理解黑洞和宇宙學模型奠定數學基礎。 探討引力波的産生機製與探測原理，特彆是雙星並閤事件的波形分析方法。 第2章：宇宙大尺度結構與演化 深入分析宇宙微波背景輻射（CMB）的物理起源、偶極矩和各嚮異性功率譜。對CMB的觀測證據（如WMAP與Planck任務）進行詳細解讀。 闡述$Lambda$-CDM模型的標準參數（如物質密度、哈勃常數$H_0$）的精確測量方法與相互約束關係。 討論暗物質的候選粒子（WIMPs, Axions等）的理論特性及其在直接/間接探測實驗中的布局與預期信號。 對暗能量的性質（如宇宙學常數、Quintessence）進行動力學分析，比較其對宇宙加速膨脹曆史的不同影響。 第二部分：極端物理環境下的粒子與輻射（Extreme Environments: Particles and Radiation） 本部分將物理學的基本定律應用於高能、高密度、強引力場區域。 第3章：高能過程與輻射機製 係統迴顧同步輻射、逆康普頓散射、熱布朗運動輻射等天體物理中主要的輻射機製。詳細推導不同輻射譜形的依賴關係。 重點討論吸積盤中的能量轉換效率，特彆是基於牛頓/相對論磁流體力學（MHD）的磁場重聯過程對噴流（Jets）的驅動機製。 分析宇宙射綫（Galactic and Extragalactic Cosmic Rays）的加速機製，如費米加速模型（Fermi Acceleration）的一階與二階效應，以及其能量譜的截斷點問題。 第4章：黑洞物理與事件視界動力學 區彆討論史瓦西解、剋爾解的物理特性，重點分析事件視界、靜態極限和能層（Ergosphere）的幾何與熱力學性質。 深入探討霍金輻射的量子場論圖像及其在微型黑洞（若存在）中的熱力學意義。 分析吸積黑洞（特彆是超大質量黑洞，SMBH）周圍的X射綫譜綫觀測，包括Fe K$alpha$綫剖麵的相對論性展寬分析，以確定黑洞的自鏇參數。 介紹事件視界望遠鏡（EHT）對M87和人馬座A陰影的成像原理及其對黑洞視界幾何的檢驗。 第三部分：星係與星係團的演化（Galaxies and Galaxy Clusters Evolution） 本部分將視角拓展到中等尺度結構，關注物質如何在引力作用下聚集與演化。 第5章：星係形成與反饋機製 闡述星係演化的兩大主要理論框架：自下而上（Bottom-up）和冷卻流模型。 詳細分析恒星形成率（SFR）與星係質量、環境密度的關係（如星係主序帶，Main Sequence）。 深入探討“主動星係核（AGN）反饋”在調節宿主星係恒星形成中的關鍵作用，包括“Quenching”（熄火）過程的物理機製。 討論星係團中的熱氣體（Intracluster Medium, ICM）的性質，包括其冷卻時間、化學豐度分布與星係演化的關聯。 第6章：星係動力學與暗物質暈 利用維裏定理（Virial Theorem）估算星係團的總質量，並以此為基礎分析暗物質在其中扮演的角色。 介紹星係鏇轉麯綫的觀測方法與解讀，以及由此導齣的暗物質暈密度廓綫模型（如NFW模型）。 討論星係團的閤並過程（Merger Events）及其對宇宙中物質分布的重塑作用，例如子團的穿透現象（如子彈星係團）。 第三部分：前沿課題與未來展望（Frontier Topics and Future Directions） 本部分匯集瞭當前天體物理學中最活躍、最具挑戰性的研究方嚮。 第7章：快速射電暴（FRBs）與瞬態天文學 全麵迴顧FRBs的觀測特徵（極短時標、高色散量）。 探討當前主流的物理起源模型，如磁星（Magnetars）的磁場弛豫或潮汐瓦解事件。 討論利用FRBs作為宇宙學探針（例如測量星係間介質的自由電子密度）的潛力。 第8章：引力波天文學的電磁對應體 聚焦於雙中子星並閤（BNS）事件，特彆是GW170817所揭示的韆新星（Kilonova）物理。 分析快中子星閤並區內$r$-過程的核閤成過程，解釋宇宙中重元素（如金、鉑）的主要來源。 展望下一代探測器（如LISA）在探測超大質量黑洞並閤方麵的能力與科學目標。 三、本書的特色與價值 本書的撰寫嚴格遵循現代物理學的嚴格標準，所有推導過程均提供清晰的物理圖像和必要的數學證明。它避免瞭對單一科學分支的過度簡化，強調瞭電磁學、引力學、統計物理學在理解復雜天體現象中的不可分割性。讀者在掌握瞭從標準模型到宇宙學參數的知識後，能夠獨立分析最新的天文觀測報告，並理解當前領域內尚未解決的核心科學問題。本書為渴望進入高分辨率觀測和理論建模前沿研究的讀者，提供瞭一張堅實的知識地圖。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期關注天文學領域動態的愛好者，我發現市麵上很多科普讀物要麼過於淺顯，流於錶麵，要麼就是過度專業化，充斥著讓人望而卻步的數學推導。然而，這本書在內容組織上達到瞭一個奇妙的平衡。它沒有迴避核心的物理機製，比如流體力學、熱力學在恒星內部的精確作用，但它呈現這些復雜概念的方式卻顯得格外清晰和直觀。作者似乎非常擅長將宏大的宇宙圖景拆解成可理解的邏輯步驟。比如，在講解氫核聚變的能量輸齣機製時，它沒有直接拋齣愛丁頓比值，而是先從最基本的粒子相互作用講起，循序漸進地引導讀者理解恒星“燃燒”的內在驅動力。這種教學方法的細膩程度，遠超我之前讀過的幾本同類著作。

評分☆☆☆☆☆

在參考資料和插圖的運用方麵，這本書的錶現也屬上乘。它提供的不僅僅是文字描述，更包含瞭一係列精心繪製的、具有高度信息密度的圖錶。例如，恒星演化軌跡圖（H-R圖）的每一個關鍵區域，都被詳細標注瞭對應的物理狀態和主要能量來源，對比瞭不同模型預測的微小差異。更難能可貴的是，它在章節末尾提供的延伸閱讀建議非常具有指嚮性，並非簡單地列齣經典文獻，而是根據當前章節的知識點，推薦瞭更深入的數學推導來源或最新的觀測證據。這對於那些希望進一步深挖某個特定課題的學習者來說，提供瞭極佳的導航係統。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真的很有品味，封麵采用瞭啞光處理，摸起來手感很細膩，深藍色的主色調配上簡潔的白色字體，顯得既專業又不失格調。那種沉穩厚重的質感，讓人一拿到手就知道是精心製作的學術著作。內頁的紙張選擇也相當考究，不是那種廉價的反光紙，閱讀起來眼睛非常舒服，即便是長時間盯著復雜的公式和圖錶也不會感到刺眼。書脊的裝訂也很牢固，感覺能經受住頻繁翻閱的考驗。我尤其欣賞齣版社在排版上的用心，字體大小適中，段落間距閤理，即便是對於初次接觸這類深度內容的讀者來說，閱讀體驗也大大提升瞭。這種對物理細節的關注，從書的硬件上就能體現齣來，讓人對接下來的內容充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏把握得非常精準，讀起來一點也不拖遝，但也不會因為信息量太大而讓人感到窒息。它更像是一位經驗豐富的導師，帶著你一步步走進恒星復雜而迷人的生命周期。從原恒星的引力塌縮，到主序星階段的長期穩定，再到紅巨星和白矮星的終結，每一個階段的物理條件變化都被描繪得栩栩如生。我特彆欣賞它對時間尺度的處理。恒星的演化動輒億萬年，很容易讓人失去概念，但作者巧妙地通過對比不同質量恒星的壽命差異，使得這些跨越天文尺度的過程變得可以感知。這種敘事上的駕馭能力，是區分優秀教材和普通參考書的關鍵所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我最大的感受是其嚴謹的科學態度與人文關懷的結閤。它在呈現物理定律的普適性和必然性的同時，也展現瞭宇宙演化的無限可能性和尚未解決的謎團。作者在探討超新星爆發模型時，並沒有把當前的理論視為終極答案，而是誠懇地指齣瞭標準模型在某些極端情況下的局限性，並簡要介紹瞭前沿研究是如何試圖彌補這些不足的。這種開放的科學視野，鼓勵讀者不僅要理解“已知”，更要保持對“未知”的好奇心。它成功地激發瞭我對天體物理更深層次探索的渴望，遠超一本單純的知識傳授工具書的作用。

評分☆☆☆☆☆

1.4.2 恒星的一般性質

評分☆☆☆☆☆

2.2.5 簡並情況下的電子氣體

評分☆☆☆☆☆

書不錯，內容豐富，講解得好

評分☆☆☆☆☆

2.2.2 正則係綜

評分☆☆☆☆☆

書不錯，內容豐富，講解得好

評分☆☆☆☆☆

2.2.4 部分電離混閤氣體

評分☆☆☆☆☆

3.8.2 中微子與物質的相互作用截麵

評分☆☆☆☆☆

3.3.1 恒星內部的熱核燃燒序列

評分☆☆☆☆☆

3.8.3 電子對湮滅中微子過程