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第一章　绪论 1

§1.1　宇宙概观 1

目录 1

1．太阳系 2

2．恒星 3

3．星际物质 4

4．星系 5

5．宇宙 6

1．粒子和四种作用力 7

§1.2　宇宙物质的基本规律和物质状态 7

2．微观过程和宏观规律 10

3．辐射和电子 12

4．核素的分布 14

5．原子的电离 16

6．宇宙中物质的状态 18

§1.3　天体物理学和物理学 26

1．天体物理学 26

2．天文学（天体物理学）方法 29

3．天体物理学和物理学的全面渗透 33

第二章　天体物理中的辐射过程 40

§2.1　辐射转移理论 40

1．描述辐射场的物理量 40

2．发射系数、吸收系数和爱因斯坦几率系数 45

3．辐射转移方程 49

§2.2　热辐射 52

1．黑体辐射 53

2．普朗克定律的特性 54

§2.3　单个带电粒子的辐射 56

1．单个带电粒子的辐射场 56

2．单个带电粒子的辐射功率和辐射角分布 60

§2.4　回旋辐射，同步加速辐射及曲率辐射 68

1．回旋辐射 68

2．同步加速辐射 71

3．曲率辐射 83

1．康普顿散射 84

§2.5　逆康普顿散射 84

2．逆康普顿散射（康普顿辐射） 88

§2.6　轫致辐射 91

1．单一速度电子的轫致辐射 92

2．热轫致辐射 96

§2.7　切仑柯夫辐射 98

第三章　天体物理观测方法和天体参数的测定 101

§3.1　获得天体信息的渠道 101

1．电磁辐射 101

2．宇宙线 102

3．中微子 102

4．引力波 103

§3.2　信息的收集和观测视野的扩展 105

§3.3　天文望远镜和辐射探测器 111

1．天文望远镜 111

2．辐射探测器 113

§3.4　天体的光度测量 115

1．星等 116

2．测光系统 117

3．色指数和热改正 119

4．星际消光、星际红化和色余 119

§3.5　天体的谱分析 121

1．天体物理光谱分析 122

2．恒星的光谱分类 125

3．河外特殊天体光谱分类 129

§3.6　射电天文方法 131

1．射电天文的早期发展和成就 131

2．射电望远镜 132

3．射电天文测量 137

§3.7　空间天文方法 139

1．红外天文卫星（IRAS）和国际紫外探险者（IUE） 139

2．X射线天文和γ射线天文观测 141

3．哈勃空间望远镜（HST） 142

1．视差 146

§3.8　天体的距离 146

2．分光视差法 148

3．威尔逊-巴普法 149

4．星群视差法 150

5．主星序重叠法 150

6．变星测距 150

7．谱线红移和哈勃定律 151

§3.9　恒星的大小 153

1．恒星质量的测定 156

§3.10　天体的质量 156

2．星系质量的测定 161

3．星系团的质量 166

§3.11　天体的年龄和宇宙的年龄 168

1．赫罗图法 168

2．核纪年法 170

3．宇宙年龄 171

第四章　太阳物理 173

1．太阳的质量和半径 174

§4.1 太阳概述 174

2．太阳常数和太阳光度 175

3．太阳大气分层 176

4．太阳作为一颗恒星的基本参量 176

§4.2　太阳的结构：内部和光球 177

1．太阳的内部 179

2．太阳中微子问题 185

3．光球 189

4．米粒组织和振荡 193

§4.3　等离子体物理和磁流体力学基本原理 194

1．等离子体的特征 195

2．粒子的轨道理论 197

3．磁流体力学基础 199

§4.4　太阳活动 204

1．太阳活动和磁场 204

2．活动区 205

3．太阳黑子 207

4．耀斑 211

§4.5 日地关系 222

1．日地关系中应考虑的太阳有关因素 223

2．太阳活动与地球暴的关系 225

3．太阳活动与气象的相关 233

4．太阳活动和气候变化的探讨 235

5．地球轨道变化与太阳常数 240

第五章　恒星的结构和演化 243

§5.1　恒星的观测特性 244

§5.2　星团和赫罗图 246

1．星团 246

2．星协 247

3．赫罗图 248

4．星团的赫罗图 251

§5.3　恒星演化概述 255

1．恒星演化进程概貌 255

2．恒星的最后归宿 257

§5.4　恒星演化的时标 258

1．自由下落时标 259

2．开尔文-亥姆霍兹（K-H）时标 260

3．爱因斯坦时标 261

§5.5　恒星形成和早期演化 262

1．物质凝聚和恒星形成 262

2．动力学方程线性化和金斯判据 263

3．旋转的影响 266

4．孤立星云的坍缩 267

5．磁场的影响 269

6．赫罗图中的林忠四郎线 270

§5.6　恒星结构的基本方程 273

§5.7　恒星内部物理状态 277

1．辐射传能 277

2．对流传能 280

3．物态方程 283

4．不透明度 286

5．能源 290

§5.8　各种质量恒星的演化 298

1．理论H-R图 299

2．主序星的特性 300

3．低质量星的演化 302

4．大质量星的演化 307

§5.9　超新星 313

1．观测特性 313

2．Ⅱ型超新星 327

3．Ⅰ型超新星 332

4．核合成 338

第六章　致密星 340

§6.1　致密星的形成 340

§6.2　白矮星 342

1．白矮星理论简史 342

2．多方球 343

3．钱德拉塞卡质量极限 347

4．理论与观测的比较 349

§6.3　中子星 351

1．历史 351

2．物态方程和中子星模型 353

§6.4　脉冲星 357

1．发现和证认为中子星 357

2．观测特性 358

3．色散量 362

4．脉冲星磁偶极模型 364

5．脉冲星的辐射机制 366

§6.5　黑洞 373

1．爱因斯坦引力论 373

2．黑洞 379

3．黑洞热力学 380

4．黑洞可发出辐射 381

§6.6　密近双星 383

1．洛希瓣和密近双星分类 383

2．X射线源的双星模型 386

3．X射线双星的起源 387

§6.7　X射线源和X射线爆 389

1．研究简况 389

2．X射线脉冲双星 392

3．X射线爆 398

（1）Ⅰ型X射线爆 399

（2）Ⅱ型X射线爆 401

§6.8　γ射线天文学和γ射线爆 403

1．γ射线天文学 403

2．γ射线爆 407

§6.9　吸积 413

1．致密天体的吸积盘 415

2．吸积盘基本理论 416

第七章　星际物质 427

§7.1　星际尘埃和星际气体的发现 428

1．分子云的特征 432

§7.2　分子云和恒星形成 432

2．太阳周围的分子云 433

3．暗分子云 434

4．分子云和年青恒星在银河系内的分布 436

§7.3　气体星云在各波段的表现形式 439

1．光学观测 439

2．射电观测 444

3．红外观测 446

4．紫外、X射线和γ射线观测 447

§7.4　星际气体的物理过程 448

1．辐射转移 449

2．电离和复合 450

3．能量损失机制 454

§7.5　星际尘埃 458

1．尘埃的光学特性 458

2．尘埃的物理特性 461

§7.6　星际气体动力学过程 468

1．星际空间中的激波 468

（1）光致电离星云 473

2．星云的运动 473

（2）星风对星际气体的影响 476

（3）超新星爆发对星际介质的影响（超新星遗迹） 478

§7.7　恒星和星际物质的相互作用 483

1．恒星的死亡 483

2．恒星的诞生 485

第八章　银河系和河外星系 492

§8.1　银河系 492

1．概貌和基本参量 492

2．恒星计数 494

3．恒星的空间运动 498

4．银河系自转 500

5．星族 508

6．旋臂结构 509

7．银核和银心 513

1．沙普利-柯蒂斯论争 518

§8.2　星系 518

2．星系的分类 522

3．星系类型的统计分析 529

4．光度函数 531

5．星系的表面亮度 533

6．本星系群 537

§8.3　活动星系和活动星系核 542

1．活动星系的分类 543

赛弗特星系 545

2．活动星系观测到的性质 545

N星系 547

蝎虎座BL型天体 548

射电星系 551

IRAS星系 553

星暴星系 556

3．类星体 561

4．活动星系核 570

（1）活动星系核分类 570

（2）活动星系核的性质 573

§8.4　星系团 576

1．互扰星系 576

2．合并星系（Mergers） 579

3．星系团分类 580

4．几个著名的星系团 582

第九章　宇宙学 585

§9.1 宇宙学原理与时空度规 587

1．奥伯斯佯谬 587

2．宇宙学原理 589

3．罗伯逊-沃尔克度规 590

§9.2　视星等-红移关系 593

§9.3　星系计数、射电源计数 601

§9.4　微波背景辐射及其宇宙学意义 608

§9.5　标准宇宙模型 615

1．宇宙的年龄和宇宙的未来 616

（1）标准尘埃模型 617

（2）辐射为主的宇宙 622

（3）暴涨模型 623

2．宇宙早期的物理过程 625

3．宇宙早期的核合成 629

4．复合时期及微波背景的最终散射面 633

§9.6　引力不稳定性和星系形成 637

1．膨胀宇宙中的金斯引力不稳定性理论 638

2．标准大爆炸模型的绝热扰动的演化 645

3．复合后的耗散过程与薄饼模型 647

4．暗物质与物质扰动的演化 649

5．初始扰动谱 654

附录 662

1．天体物理常数 662

2．各种天体的质量、半径、密度数据 665

3．主序星和超巨星的有效温度和热改正BC 667

4．梅西叶天体 668

5．地面大型天文仪器 672

参考文献 674

人名译名对照表 680