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内容简介

　　《太阳高能物理》全面论述了太阳硬X射线暴、γ射线暴，以及与之有关的太阳高能粒子物理过程和加速机制，并对太阳高能辐射探测原理和方法作了简要的介绍。
　　《太阳高能物理》可供天体物理、日地物理、高能物理、核物理和等离子体物理等有关学科的科研工作者及研究生参考。

作者简介

　　甘为群，1960年12月17日生于南京，1979年至1989年在南京大学天文系攻读学士、硕士和博士学位。1989年获博士学位后在中国科学院紫金山天文台工作，1995年晋升为研究员。2004年11月至2014年2月任紫金山天文台副台长。早年曾获洪堡奖学金，在德国马普地外物理研究所从事博士后研究，并先后在法国、日本、美国、俄罗斯等相关研究单位短期工作。早期从事太阳耀斑光谱分析及大气模型和动力学方面的研究，以后扩展到太阳高能物理及太阳空间探测项目研究方面。累计发表论文百余篇。是1995年度国家杰出青年基金获得者。作为主持人或主要完成人，获得中国科学院自然科学奖二等奖（1995年）、国家自然科学奖三等奖（1997年）、国家教委科技进步奖一等奖（1995年）和二等奖（1987年）各一次，并曾获中国青年科学家提名奖（1994年）和中国科学院青年科学家奖一等奖（1995年）。

内页插图

目录

第一章 导论
1．1 历史回顾
1．2 射线与物质的相互作用
1．2．1 光电效应
1．2．2 康普顿散射
1．2．3 电子偶产生
1．3 高能探测技术
1．3．1 探测器
1．3．2 成像技术

第二章 太阳硬X射线暴
2．1 硬X射线发射机制
2．1．1 非热轫致辐射
2．1．2 热轫致辐射
2．1．3 逆轫致辐射
2．1．4 逆康普顿散射
2．2 硬X射线暴的一些统计性质
2．2．1 分类
2．2．2 频率分布
2．2．3 周期性
2．3 硬X射线暴的时间特性
2．3．1 快变结构
2．3．2 延迟特性
2．3．3 捕获沉降模型
2．4 硬X射线发射的方向性
2．4．1 统计研究
2．4．2 立体观测
2．4．3 偏振
2．4．4 反向散射与电子的角分布
2．5 硬X射线谱及其解释
2．5．1 热与非热模型
2．5．2 非热电子的低能阈值
2．5．3 偏离单幂律谱与高谱分辨观测
2．6 硬X射线源的空间形态
2．6．1 早期观测结果
2．6．2 yohkoh观测结果
2．7 多波段研究
2．7．1 neupert效应
2．7．2 硬X射线与Hα发射联立研究
2．7．3 硬X射线与EUV/UV发射联立研究
2．7．4 硬X射线与微波发射联立研究

第三章 太阳γ射线暴
3．1 γ射线的发射机制
3．1．1 γ射线连续谱
3．1．2 γ射线谱线
3．2 γ射线暴的一些统计性质
3．2．1 脉冲事件和渐变事件
3．2．2 γ射线的谱特征
3．2．3 核分量与轫致辐射分量
3．2．4 具有大于10MeV辐射耀斑的日面分布
3．3 核反应产额
3．3．1 相互作用模型和高能粒子谱
3．3．2 中子及2．223MeV线
3．3．3 正电子及0．511MeV湮没线
3．3．4 核退激发线
3．3．5 核连续谱
3．4 γ射线观测与研究
3．4．1 质子-中子俘获线观测研究
3．4．2 正负电子湮没线观测研究
3．4．3 连续谱观测研究
3．4．4 元素丰度
3．4．5 加速粒子的束特征
3．4．6 加速粒子的传输

第四章 粒子加速理论
4．1 引言
4．1．1 研究粒子加速问题的重要性
4．1．2 与电子加速有关的观测事实
4．1．3 与质子加速有关的观测事实
4．1．4 对粒子加速的观测要求小结
4．2 费米加速
4．2．1 费米随机加速模型
4．2．2 费米加速在太阳物理中的应用
4．3 激波加速
4．3．1 激波漂移加速
4．3．2 激波扩散加速
4．3．3 激波扩散加速的时间演化
4．3．4 激波加速在太阳耀斑中的应用
4．4 等离子体湍动加速
4．4．1 含有波-粒子共振相互作用的准线性方程
4．4．2 波-粒子相互作用共振条件与扩散近似
4．4．3 湍动加速在太阳物理中的应用
4．5 直流电场加速
4．5．1 逃逸电子和Drecier电场
4．5．2 亚Drecier电场加速
4．5．3 超Drecier电场加速
4．6 其他粒子加速机制
4．6．1 波直接加速粒子
4．6．2 等离子体不稳定性引起的加速
4．6．3 电双层加速
4．7 粒子加速与日冕整体行为
4．7．1 粒子加速与耀斑模型
4．7．2 加速电流对直流电场加速的限制
4．7．3 各种加速机制的比较
参考文献
索引

前言/序言

　　太阳高能物理的研究对象是发生在磁化和高度动力学太阳大气中的能量释放和粒子加速过程（Ramaty等1996a），这种过程主要发生在太阳耀斑中，大量的粒子在短时间内被加速到高能，它们在太阳大气中传播、作用、辐射、热化和逃逸，产生一系列丰富多彩的耀斑现象和次级效应。原则上讲，太阳高能物理的研究内容与整个耀斑物理密不可分，但本书主要论述辐射的高能段——硬X射线暴和7射线暴，以及有关的粒子加速理论。从观测到的辐射研究发射源物理是天体物理学的典型手段，对太阳而言，除了辐射以外，还可以直接测到与高能辐射有关的高能粒子。这些逃逸出太阳大气的高能粒子受日地环境的调制与太阳上作用的粒子有很大的不同。行星际太阳高能粒子的探测与研究已形成一个分支，但更多地是与地球物理和日地空间物理紧密联系。从天体物理的角度考虑，本书未对行星际太阳高能粒子作展开介绍，只是在必要时提到一些结果。
　　太阳高能物理是一门新兴的学科，从第一次探测到太阳γ射线至今还不到30年，目前国际上尚没有一部专门的著作。有关太阳高能物理方面的进展散见于大量发表的论文、会议论文集以及有些著作中的若干章节。本书力求将这些结果综合起来，以给出较为系统的阐述。本书的针对性和时间性比较强，强调研究本身和进展，而对基础性的东西只是在直接有关时作些交代，这与教科书不同，书中一般不进行详细的公式推导，因为根据作者的经验，读者通常可分为两类：一类是仅想作一般性了解；另一类想作深入研究。书的作用无非是提供一个系统的轮廓和背景，同时为想深入研究的人提供一个索引，后者通过提供参考文献达到，此外，由于该领域尚未成熟，书中的一些符号不完全统一，作者尽可能在符号出现的前后进行定义，敬请读者注意，本书的第一章、第二章和第三章由甘为群撰写；第四章由王德焴主写。

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