太陽高能物理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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甘為群，王德焴 著

圖書標籤:

• 太陽物理
• 高能物理
• 天體物理
• 空間物理
• 等離子體物理
• 輻射物理
• 粒子物理
• 太陽耀斑
• 日冕物質拋射
• 太陽風

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030099778

版次：1

商品編碼：12086880

包裝：平裝

叢書名： 現代太陽物理叢書

開本：32開

齣版時間：2002-04-01

用紙：膠版紙

頁數：373

字數：313000

正文語種：中文

內容簡介

　　《太陽高能物理》全麵論述瞭太陽硬X射綫暴、γ射綫暴，以及與之有關的太陽高能粒子物理過程和加速機製，並對太陽高能輻射探測原理和方法作瞭簡要的介紹。
　　《太陽高能物理》可供天體物理、日地物理、高能物理、核物理和等離子體物理等有關學科的科研工作者及研究生參考。

作者簡介

　　甘為群，1960年12月17日生於南京，1979年至1989年在南京大學天文係攻讀學士、碩士和博士學位。1989年獲博士學位後在中國科學院紫金山天文颱工作，1995年晉升為研究員。2004年11月至2014年2月任紫金山天文颱副颱長。早年曾獲洪堡奬學金，在德國馬普地外物理研究所從事博士後研究，並先後在法國、日本、美國、俄羅斯等相關研究單位短期工作。早期從事太陽耀斑光譜分析及大氣模型和動力學方麵的研究，以後擴展到太陽高能物理及太陽空間探測項目研究方麵。纍計發錶論文百餘篇。是1995年度國傢傑齣青年基金獲得者。作為主持人或主要完成人，獲得中國科學院自然科學奬二等奬（1995年）、國傢自然科學奬三等奬（1997年）、國傢教委科技進步奬一等奬（1995年）和二等奬（1987年）各一次，並曾獲中國青年科學傢提名奬（1994年）和中國科學院青年科學傢奬一等奬（1995年）。

內頁插圖

目錄

第一章 導論
1．1 曆史迴顧
1．2 射綫與物質的相互作用
1．2．1 光電效應
1．2．2 康普頓散射
1．2．3 電子偶産生
1．3 高能探測技術
1．3．1 探測器
1．3．2 成像技術

第二章 太陽硬X射綫暴
2．1 硬X射綫發射機製
2．1．1 非熱軔緻輻射
2．1．2 熱軔緻輻射
2．1．3 逆軔緻輻射
2．1．4 逆康普頓散射
2．2 硬X射綫暴的一些統計性質
2．2．1 分類
2．2．2 頻率分布
2．2．3 周期性
2．3 硬X射綫暴的時間特性
2．3．1 快變結構
2．3．2 延遲特性
2．3．3 捕獲沉降模型
2．4 硬X射綫發射的方嚮性
2．4．1 統計研究
2．4．2 立體觀測
2．4．3 偏振
2．4．4 反嚮散射與電子的角分布
2．5 硬X射綫譜及其解釋
2．5．1 熱與非熱模型
2．5．2 非熱電子的低能閾值
2．5．3 偏離單冪律譜與高譜分辨觀測
2．6 硬X射綫源的空間形態
2．6．1 早期觀測結果
2．6．2 yohkoh觀測結果
2．7 多波段研究
2．7．1 neupert效應
2．7．2 硬X射綫與Hα發射聯立研究
2．7．3 硬X射綫與EUV/UV發射聯立研究
2．7．4 硬X射綫與微波發射聯立研究

第三章 太陽γ射綫暴
3．1 γ射綫的發射機製
3．1．1 γ射綫連續譜
3．1．2 γ射綫譜綫
3．2 γ射綫暴的一些統計性質
3．2．1 脈衝事件和漸變事件
3．2．2 γ射綫的譜特徵
3．2．3 核分量與軔緻輻射分量
3．2．4 具有大於10MeV輻射耀斑的日麵分布
3．3 核反應産額
3．3．1 相互作用模型和高能粒子譜
3．3．2 中子及2．223MeV綫
3．3．3 正電子及0．511MeV湮沒綫
3．3．4 核退激發綫
3．3．5 核連續譜
3．4 γ射綫觀測與研究
3．4．1 質子-中子俘獲綫觀測研究
3．4．2 正負電子湮沒綫觀測研究
3．4．3 連續譜觀測研究
3．4．4 元素豐度
3．4．5 加速粒子的束特徵
3．4．6 加速粒子的傳輸

第四章 粒子加速理論
4．1 引言
4．1．1 研究粒子加速問題的重要性
4．1．2 與電子加速有關的觀測事實
4．1．3 與質子加速有關的觀測事實
4．1．4 對粒子加速的觀測要求小結
4．2 費米加速
4．2．1 費米隨機加速模型
4．2．2 費米加速在太陽物理中的應用
4．3 激波加速
4．3．1 激波漂移加速
4．3．2 激波擴散加速
4．3．3 激波擴散加速的時間演化
4．3．4 激波加速在太陽耀斑中的應用
4．4 等離子體湍動加速
4．4．1 含有波-粒子共振相互作用的準綫性方程
4．4．2 波-粒子相互作用共振條件與擴散近似
4．4．3 湍動加速在太陽物理中的應用
4．5 直流電場加速
4．5．1 逃逸電子和Drecier電場
4．5．2 亞Drecier電場加速
4．5．3 超Drecier電場加速
4．6 其他粒子加速機製
4．6．1 波直接加速粒子
4．6．2 等離子體不穩定性引起的加速
4．6．3 電雙層加速
4．7 粒子加速與日冕整體行為
4．7．1 粒子加速與耀斑模型
4．7．2 加速電流對直流電場加速的限製
4．7．3 各種加速機製的比較
參考文獻
索引

前言/序言

　　太陽高能物理的研究對象是發生在磁化和高度動力學太陽大氣中的能量釋放和粒子加速過程（Ramaty等1996a），這種過程主要發生在太陽耀斑中，大量的粒子在短時間內被加速到高能，它們在太陽大氣中傳播、作用、輻射、熱化和逃逸，産生一係列豐富多彩的耀斑現象和次級效應。原則上講，太陽高能物理的研究內容與整個耀斑物理密不可分，但本書主要論述輻射的高能段——硬X射綫暴和7射綫暴，以及有關的粒子加速理論。從觀測到的輻射研究發射源物理是天體物理學的典型手段，對太陽而言，除瞭輻射以外，還可以直接測到與高能輻射有關的高能粒子。這些逃逸齣太陽大氣的高能粒子受日地環境的調製與太陽上作用的粒子有很大的不同。行星際太陽高能粒子的探測與研究已形成一個分支，但更多地是與地球物理和日地空間物理緊密聯係。從天體物理的角度考慮，本書未對行星際太陽高能粒子作展開介紹，隻是在必要時提到一些結果。
　　太陽高能物理是一門新興的學科，從第一次探測到太陽γ射綫至今還不到30年，目前國際上尚沒有一部專門的著作。有關太陽高能物理方麵的進展散見於大量發錶的論文、會議論文集以及有些著作中的若乾章節。本書力求將這些結果綜閤起來，以給齣較為係統的闡述。本書的針對性和時間性比較強，強調研究本身和進展，而對基礎性的東西隻是在直接有關時作些交代，這與教科書不同，書中一般不進行詳細的公式推導，因為根據作者的經驗，讀者通常可分為兩類：一類是僅想作一般性瞭解；另一類想作深入研究。書的作用無非是提供一個係統的輪廓和背景，同時為想深入研究的人提供一個索引，後者通過提供參考文獻達到，此外，由於該領域尚未成熟，書中的一些符號不完全統一，作者盡可能在符號齣現的前後進行定義，敬請讀者注意，本書的第一章、第二章和第三章由甘為群撰寫；第四章由王德焴主寫。

《地球深部結構與動力學》 探索行星內部的奧秘，理解地球演化的驅動力 內容概述 本書全麵深入地探討瞭地球的內部結構、物質組成、物理性質及其隨時間推移的動力學過程。我們不再關注地錶之上觀測到的太陽輻射對高層大氣的影響，而是將目光投嚮那片我們無法直接觸及的、廣袤而神秘的地球深處——地殼、地幔和地核。本書旨在構建一個整閤性的地球深部模型，闡釋驅動闆塊構造、火山活動、地震現象乃至地球磁場産生的根本機製。 全書共分為六個主要部分，涵蓋瞭從地球形成初期的熱演化到當前地質活動的現代動力學前沿。 --- 第一部分：地球的宏觀結構與物質基礎 本部分奠定瞭理解地球內部的物質基礎和空間劃分。 1.1 地球的形成與早期分異： 迴顧當前主流的行星吸積模型，重點分析瞭地球在熔融狀態下，重力驅動下的鐵鎳等重元素嚮核心的沉降過程（核-幔分異）以及矽酸鹽物質的輕質化過程。討論瞭放射性元素衰變熱在早期地球熱演化中的關鍵作用。 1.2 地震波速學揭示的內部界麵： 詳細闡述瞭地震波（P波和S波）在地球內部傳播速度的變化規律，這是我們認識地球內部結構的主要觀測手段。重點解析瞭古登堡麵（地核與地幔的邊界）、莫霍麵（地殼與地幔的邊界）的精確定位及其物理解釋——即物質物態、化學成分或晶體結構的突變。 1.3 物質的相態與組成： 結閤高壓和高溫實驗地球物理學的成果，描述瞭地幔和地核主要礦物相（如橄欖石、尖晶石、後尖晶石結構等）在不同壓力和溫度條件下的晶體結構變化。對地幔的化學分層（上地幔、過渡帶、下地幔）的物質構成提齣詳細的物理解釋，並探討瞭地核中輕元素（如硫、氧、矽）的含量及其對地核密度的影響。 --- 第二部分：地幔的物理性質與對流動力學 地幔是地球內部最主要的組成部分，其慢速的對流是驅動闆塊構造的根本動力。 2.1 粘滯性與流變學： 深入探討瞭地幔岩石在極高壓力和溫度下的流變行為。詳細分析瞭擴散蠕變、位錯蠕變等不同的變形機製，並討論瞭水或揮發分在降低地幔粘滯性方麵的催化作用。建立瞭描述地幔流動的本構方程，並探討瞭影響粘滯率空間變化的地幔熱力學因素。 2.2 地幔對流的模式與規模： 探討瞭兩種主要的對流模式：分層對流（地幔被分為上地幔和下地幔兩個相對獨立的對流係統）和整體對流（一個貫穿整個地幔的循環）。通過對地錶熱流、岩漿活動和闆塊運動速率的約束，評估瞭當前占主導地位的對流模式，並討論瞭深部俯衝闆片嚮地核邊界的沉降過程（超深俯衝）。 2.3 幔柱（Plume）的形成與作用： 研究瞭起源於地幔深處或核幔邊界的熱異常上升流——幔柱的動力學特徵。分析瞭它們如何穿透地幔、導緻大洋岩石圈上湧形成“熱點”火山，並討論瞭幔柱對地幔物質混閤的貢獻。 --- 第三部分：闆塊構造的驅動力與地幔-岩石圈相互作用 本部分將地幔動力學與可觀測的岩石圈運動緊密聯係起來。 3.1 闆塊運動的驅動力分析： 詳細量化瞭驅動全球主要闆塊運動的幾種力：俯衝帶的“闆片拉力”（Slab Pull）、洋脊的“脊推力”（Ridge Push），以及地幔拖曳力。通過數值模擬，評估瞭這些力在不同構造環境中的相對貢獻。 3.2 俯衝帶的物理過程： 關注俯衝闆片如何以高角度或低角度進入地幔，以及闆片脫水作用如何影響俯衝帶附近的岩石圈和楔形地幔的物性（例如，導緻弧岩漿的生成）。討論瞭“脫離”（Delamination）現象，即密度較大的下地殼或岩石圈根在俯衝過程中與上覆地幔分離的過程。 3.3 岩石圈的伸展與造山作用： 分析瞭在拉張應力作用下，大陸岩石圈的減薄、裂榖的形成以及最終大洋的張開過程。探討瞭碰撞造山帶中，地殼物質的增厚、側嚮擠壓以及根的加厚（根的增生）過程。 --- 第四部分：地核的結構、物質與液態外核的運動 本書深入地核，研究地球最深層的結構及其對地球環境的宏觀影響。 4.1 內核的物理狀態與晶體學： 描述瞭固態內核的形成過程，分析瞭地震波在內核中的速度各嚮異性（速度在不同方嚮上的差異），這暗示瞭內核的晶粒可能存在宏觀的排列結構。討論瞭內核的生長速率與地球整體熱演化的關係。 4.2 外核的液態金屬性質： 外核主要由液態鐵鎳閤金組成。重點分析瞭其極低的粘滯度、高導電性以及對流的特點。討論瞭熱對流、成分對流（由內核結晶釋齣的輕元素驅動）以及科裏奧利力對外核流動模式的約束。 4.3 地球磁場（地磁發電機）的機製： 詳述瞭液態外核的運動如何通過“磁流體動力學”機製産生和維持地球的偶極子磁場（地磁發電機理論）。分析瞭磁場強度和極性漂移的演化，以及磁極反轉的可能驅動機製。 --- 第五部分：核幔邊界（CMB）的物理與化學交互 核幔邊界是地球內部壓力和溫度梯度最大的區域之一，是物質和熱量交換的關鍵界麵。 5.1 CMB的結構與地震波反射： 分析瞭地震波在通過核幔邊界時齣現的復雜反射和透射現象，這些現象錶明該邊界並非一個銳利的化學界麵，而可能是一個物理上或化學上存在過渡帶的區域。 5.2 物質交換與熱流： 探討瞭來自地幔深處的超低速區（ULVZs）的物質構成，這些區域可能代錶著地幔物質與地核物質發生反應的殘餘物或聚集體。重點討論瞭嚮外核傳遞的熱流密度，這是控製地核冷卻速率和地磁發電機功率的關鍵參數。 --- 第六部分：深部過程的示蹤與實驗地球物理學 本部分聚焦於如何利用現代技術來約束深部模型的參數。 6.1 高壓高溫實驗技術： 詳細介紹瞭金剛石對頂砧（DAC）技術、高溫爐等實驗方法，這些方法使得研究人員能夠在實驗室中模擬地幔和地核深處的極端條件，直接測定物質的密度、體積彈性模量和剪切模量。 6.2 地球化學示蹤： 討論瞭利用地錶岩石（如洋島玄武岩、超高壓變質岩）中捕獲的惰性氣體、同位素比值（如Hafnium-Tungsten係統）來追溯地幔物質的年齡和混閤曆史，從而對深部對流模型的物質來源進行約束。 本書緻力於為地球科學傢提供一個全麵、量化且基於物理學原理的地球深部動態視圖，強調物質行為、能量傳遞與地錶可觀測地質現象之間的內在聯係。

評分☆☆☆☆☆

如果要用一個詞來形容這本書的行文風格，那一定是“精準到位的剋製”。作者似乎擁有一種近乎冷酷的自律，他極少使用那些華麗的辭藻或誇張的形容來渲染氣氛，所有的錶達都緊緊圍繞著科學事實本身。這種風格在處理那些充滿不確定性的研究領域時尤為體現——當涉及到尚未證實的理論或邊緣假設時，作者會非常審慎地使用“可能”、“暗示”、“尚待驗證”等詞匯，確保讀者不會將推測誤認為既定事實。這種嚴謹到近乎偏執的措辭習慣，讓我對書中的每一個結論都抱有極高的信任度。它不是那種試圖用激動人心的語言來“推銷”觀點的作品，而是像一位經驗豐富的老教授，用最平靜、最客觀的語氣，陳述他所能證實的真相。這種深植於骨髓中的學術誠信，是任何浮誇的宣傳都無法取代的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計簡直是一場視覺盛宴，那種沉甸甸的質感，翻開扉頁時墨香的微妙散發，都讓人立刻感受到它所承載的知識重量。封麵那深邃的藍色調，仿佛將人拉入無垠的宇宙深處，配上那充滿力量感的金色字體，簡直是點睛之筆。我特彆喜歡它內頁的排版，字體選擇既典雅又易讀，段落之間的留白恰到好處，即便是麵對大段的理論推導，眼睛也不會感到疲憊。而且，這本書在插圖和圖錶的運用上達到瞭一個極高的水準，那些復雜的結構示意圖，清晰到仿佛觸手可及，完全沒有那種傳統教材的枯燥感，反而像是一件精心製作的藝術品。我甚至花瞭好些時間隻是單純地欣賞那些精美的星雲照片和粒子軌跡圖，每一次翻閱都像是在進行一次小型的展覽鑒賞。這種對物理學美學的極緻追求，絕對是那些隻注重內容堆砌的書籍無法比擬的，它成功地將枯燥的科學用最直觀、最賞心悅目的方式呈現給瞭讀者，這本身就是一種瞭不起的成就。

評分☆☆☆☆☆

這本書在敘事結構上的處理，簡直是教科書級彆的範例，它巧妙地平衡瞭曆史迴顧與前沿探索之間的關係。起初，作者從十七世紀對光的認識演變開始娓娓道來，這種“追本溯源”的寫法，極大地幫助讀者理解後續理論的産生背景和被解決的科學痛點。隨著章節的推進，敘事節奏逐漸加快，從經典理論的輝煌過渡到量子力學帶來的顛覆性變革時，那種如同史詩般波瀾壯闊的轉摺感被刻畫得淋灕盡緻。特彆是描述到那些偉大科學傢的思想碰撞時，作者仿佛化身為一位高明的導演，精準地把握瞭戲劇張力。我能清晰地感受到，每一個理論的建立都不是一蹴而就的，背後是無數次失敗、爭論和靈感的火花。這種充滿“人情味”的曆史脈絡，讓原本冰冷的物理定律變得鮮活立體起來，閱讀體驗遠遠超越瞭單純的知識獲取，更像是一次對人類求知曆程的緻敬。

評分☆☆☆☆☆

這本書的強大之處，還在於它構建瞭一個極其完善的交叉引用和拓展閱讀網絡。隨便翻開任何一個章節的末尾，你都會發現一個比一般參考書目還要詳盡的“延伸閱讀”列錶，這些推薦絕非信手拈來，而是與當前章節內容環環相扣的經典論文或更專業的書籍。更絕妙的是，書中對術語的定義和公式的推導過程，都做到瞭極高的自洽性。如果你在第三章的某個概念上感到睏惑，翻到附錄或專門的術語解釋部分，總能找到一個清晰的、基於基礎原理的重新闡述。這使得本書在作為案頭工具書使用時，效率極高，它不要求你一次性吸收所有信息，而是允許你根據實際需求，隨時深入挖掘任何一個感興趣的知識點，並能保證你跳躍式的閱讀路徑不會因為信息鏈條的中斷而受阻。這為我後續的自主學習和研究打下瞭極為堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個月的時間纔算大緻讀完這套書的初稿，坦白說，有些章節的深入程度讓我這個自詡有些基礎的讀者都感到壓力山大。它處理理論的邏輯鏈條極其嚴密，仿佛是數學傢在構造一個無懈可擊的邏輯迷宮，每一個論證步驟都建立在前一個結論之上，絲毫沒有含糊其辭的地方。最讓我印象深刻的是它對特定現象的描述，比如對早期宇宙暴脹模型的探討，作者沒有滿足於簡單羅列主流觀點，而是深入挖掘瞭不同模型之間的細微差彆和它們各自在實驗預測上的偏差，這迫使我不得不查閱大量的背景資料來確保自己跟上瞭思路。這種“刨根問底”的寫作風格，使得這本書的知識密度達到瞭一個驚人的地步，與其說是在閱讀，不如說是在進行一場高強度的智力馬拉鬆。它無疑更適閤有一定專業背景的讀者作為進階參考，如果你隻是想快速瞭解這個領域的熱門概念，這本書可能會讓你感到挫敗，因為它要求你全身心的投入和思考，沒有捷徑可走。