普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·中國科學技術大學精品教材：天體物理概論（彩色修訂版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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嚮守平 著

圖書標籤:

• 天體物理學
• 物理學
• 高等教育
• 教材
• 科普
• 宇宙
• 天文學
• 中國科學技術大學
• 規劃教材
• 彩色修訂版

出版社： 中国科学技术大学出版社

ISBN：9787312021701

版次：1

商品编码：11099737

包装：平装

开本：16开

出版时间：2008-11-01

用纸：胶版纸

页数：337

字数：409000

正文语种：中文

內容簡介

　　 《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·中國科學技術大學精品教材：天體物理概論（彩色修訂版）》的內容定位為介紹天文學和天體物理的基本概念和基本研究方法。對本專業的同學來說，這些基本概念、方法是進一步學習其他專業課程（如恒星物理、星係天文學、相對論天體物理及宇宙學等）的基礎，並有助於他們在今後的學習時有一個全局的視野。對於非專業的同學，也可以達到擴展跨學科的視野、提高自身科學素質的目的，有助於建立科學正確的宇宙觀，瞭解人類認識宇宙的曆史和探索精神，並從人類研究遙遠宇宙天體的科學方法中得到啓發和藉鑒，對自己在其他專業的學習和研究有所幫助。
　　 《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·中國科學技術大學精品教材：天體物理概論（彩色修訂版）》所用到的物理知識主要是大學普通物理，極少數必須涉及理論物理（四大力學）和廣義相對論的地方也隻簡單地引用結論，不做詳細推導，故具有普通物理基礎的讀者學習起來不會感到睏難。《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·中國科學技術大學精品教材：天體物理概論（彩色修訂版）》注意把天文學和天體物理學發展史上的主要事件結閤到課程內容之中介紹，使讀者能夠比較生動、具體地瞭解人類對宇宙奧秘的艱苦探索過程。在側重基礎的同時，對一些前沿熱門問題也進行瞭適當的介紹和討論，讀者可以根據自己感興趣的程度對這些內容進行取捨。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 天體物理學的研究對象
1.1.1 太陽係
1.1.2 恒星世界
1.1.3 星係和星係團
1.2 天體物理學的觀測方法簡介
1.2.1 地麵觀測
1.2.2 空間望遠鏡
1.2.3 空間飛船考察

第2章 基本天體物理量及其測量
2.1 星等
2.1.1 視星等
2.1.2 絕對星等
2.1.3 光度
2.2 溫度
2.2.1 色指數與色溫度
2.2.2 有效溫度
2.3 光譜型
2.3.1 天體光譜研究的開始與發展
2.3.2 恒星光譜的分類
2.3.3 不同光譜型譜綫特徵的成因
2.4 赫羅圖
2.5 變星
2.5.1 脈動變星
2.5.2 爆發變星
2.6 天體距離的測定
2.7 恒星質量的測定
2.7.1 雙星係統
2.7.2 質光關係
2.7.3 位力定理
2.8 恒星的年齡

第3章 恒星的形成與演化
3.1 恒星的形成階段
3.1.1 星雲坍縮的條件與金斯判據
3.1.2 星雲的快速收縮過程
3.1.3 星雲的慢收縮過程——原恒星階段
3.2 主序星階段
3.3 恒星結構的基本方程
3.4 積分定理（位力定理）
3.5 主序後的演化
3.5.1 小質量恒星的演化（M8Mo）
3.6 超新星
3.6.1 Ia型超新星
3.6.2 Ⅱ型超新星
3.6.3 中微子及其探測
3.6.4 中微子的未解之謎
3.6.5 超新星遺跡
3.7 密近雙星的演化
3.7.1 洛希等勢麵
3.7.2 密近雙星的演化
3.7.3 幾種典型的最終演化結果
3.8 引力波輻射

第4章 緻密星
4.1 白矮星
4.1.1 白矮星的質量上限——錢德拉塞卡極限
……
第5章 星際物質
第6章 星係
第7章 宇宙學簡介

參考書目

前言/序言

宇宙的宏偉敘事：從基礎概念到前沿探索 一本引領你領略宇宙奧秘的權威指南 本書旨在為天文愛好者、理工科學生以及所有對浩瀚星空懷有好奇心的人們，提供一套全麵、深入且引人入勝的天體物理學入門讀物。我們相信，理解我們身處的宇宙，是人類文明持續探索精神的體現。本書超越瞭簡單的星象觀測記錄，而是緻力於構建一個嚴謹的、物理學的宇宙圖像。 全書結構設計遵循由近及遠、由淺入深的原則，力求在保持科學嚴謹性的同時，兼顧讀者的接受程度和閱讀體驗。我們將從最基礎的工具和概念齣發，逐步攀登至當代天體物理學最激動人心的前沿領域。 --- 第一部分：觀測的基石與物理學的語言（Instrumental Foundations and Physical Language） 在深入探討恒星、星係乃至宇宙演化之前，我們必須先掌握“如何看”和“如何量化”宇宙的工具與語言。 1. 天體觀測的窗口： 電磁波譜的奧秘： 詳細介紹從伽馬射綫到射電波的整個電磁波譜。闡述不同波段的物理起源（如黑體輻射、譜綫形成），以及它們各自對研究特定天體物理過程（如恒星內部、星際介質的冷氣、高能活動）的不可替代性。 望遠鏡的原理與進化： 剖析光學望遠鏡（摺射與反射）的設計原理、分辨率與集光能力的限製。重點介紹非可見光望遠鏡（如射電、紅外、X射綫和伽馬射綫天文颱）的特殊技術挑戰與解決方案，包括地麵站與空間任務的協同作用。 非電磁波信使： 探討引力波天文學的興起，介紹激光乾涉儀的原理和探測到的重大事件（如雙黑洞並閤）。同時，介紹中微子天文學在研究太陽內部和超新星爆發方麵的獨特地位，以及宇宙射綫的研究價值。 2. 物理學基礎迴顧與天體應用： 輻射傳輸理論： 深入解釋光子如何在介質中傳播、吸收、散射和發射，這是理解任何天文光譜的基礎。 原子與分子光譜： 詳細闡述能級躍遷、多普勒展寬、洛倫茲展寬等機製如何塑造我們觀測到的譜綫輪廓，並用以確定天體的速度、溫度、密度和化學豐度。 基本熱力學與統計力學在天體中的應用： 討論氣體動力學平衡、輻射壓與引力之間的平衡，以及等離子體物理學在恒星大氣和星際雲中的主導作用。 --- 第二部分：恒星的生命史詩（The Epic Saga of Stars） 恒星是宇宙中最活躍、最普遍的“工廠”，它們的生滅構成瞭星係演化的核心驅動力。 3. 恒星的誕生與內部結構： 星際介質（ISM）： 描述星際氣體和塵埃的組成、相態（冷原子雲、分子雲、電離氫區）及其物理過程，為恒星形成提供原材料背景。 引力坍縮與前主序星： 探討形成恒星的觸發機製（如衝擊波、引力不穩定性），並分析原恒星的演化路徑，直至核聚變點燃。 恒星結構方程： 建立並求解描述恒星內部結構（質量分布、溫度梯度、能量傳輸）的四大微分方程組，並介紹赫羅圖（H-R圖）的物理意義。 4. 恒星的演化與死亡： 主序星階段： 重點分析質子-質子鏈和CNO循環的能量産生機製，以及它們在不同質量恒星中的主導地位。 後主序演化： 描述低質量星（如紅巨星、氦閃）和高質量星（如紅超巨星）如何嚮生命終點過渡，涉及殼層燃燒和核閤成路徑。 恒星遺跡： 深入探討白矮星的簡並壓力機製（錢德拉塞卡極限）、中子星的極端密度和脈衝星現象，以及黑洞的形成與性質。 5. 高能天體物理：超新星與宇宙射綫： Ia型與II型超新星爆發機製： 剖析熱失控與核塌縮兩種不同路徑，及其作為宇宙標準燭光和重元素（鐵峰值以下元素）的主要來源的作用。 伽馬射綫暴（GRBs）： 介紹短暴（雙星並閤）和長暴（大質量恒星塌縮，GR-SN聯係）的理論模型，及其在早期宇宙中的意義。 --- 第三部分：從星係到宇宙學（Galaxies and the Cosmos） 視野進一步擴大，我們將考察恒星聚集體——星係，及其構成的宏大宇宙結構。 6. 星係的天體物理學： 星係分類與結構： 描述螺鏇星係、橢圓星係、不規則星係的主要形態特徵、動力學和恒星種群差異。 星係動力學與質量分布： 介紹維裏定理在星係團尺度上的應用，以及“暗物質”假說的核心證據——星係鏇轉麯綫問題。 活動星係核（AGN）： 探討星係中心超大質量黑洞（SMBH）吸積盤、噴流的産生與輻射機製，以及AGN對宿主星係演化的反饋作用。 星係形成與演化： 概述基於“冷暗物質層次結構形成”的模型，描述星係如何通過閤並、吸積氣體和恒星形成過程從早期的小尺度結構演化至今。 7. 宇宙學：膨脹的宇宙： 哈勃定律與宇宙膨脹： 迴顧基於紅移測量的宇宙膨脹事實，並解釋標準宇宙學模型（$Lambda$CDM）的基本框架。 宇宙微波背景輻射（CMB）： 詳細介紹CMB的起源（復閤時期）、性質（完美的黑體譜）及其各嚮異性，這些微小漲落是結構形成的種子。 宇宙的成分： 深入討論暗物質（物質密度參數 $Omega_{ ext{DM}}$）和暗能量（宇宙學常數 $Lambda$）對宇宙整體演化的主導作用，及其當前觀測證據。 暴脹理論： 介紹對早期宇宙平坦性、視界問題和磁單極子問題的解決嘗試，作為大爆炸模型的關鍵延伸。 --- 結語：未解之謎與未來展望 本書的最後部分將聚焦於當前天體物理學中的若乾重大未解難題，激發讀者持續探索的興趣： 黑洞信息悖論。 暗物質的粒子性質。 暗能量的本質及其時間演化。 早期宇宙的再電離過程。 本書力求以清晰的邏輯和豐富的圖錶（注：此處為文字描述，實際書中包含彩色插圖與圖錶），將抽象的物理概念轉化為可感知的宇宙景象，引導讀者建立起對宇宙學尺度現象的直觀理解和科學框架。這是一次從地球齣發，穿越恒星、星係，直至宇宙邊緣的史詩級學習旅程。

评分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常適閤我，它既保持瞭科學的嚴謹性，又避免瞭過於晦澀的專業術語堆砌。閱讀過程中，我很少會感到疲憊，反而有一種被知識的浪潮推著嚮前走的愉悅感。作者在敘述時，善於運用類比和生動的語言，將一些復雜的天體物理現象描繪得栩栩如生。例如，在解釋引力透鏡效應時，作者用“宇宙中的放大鏡”來形容，瞬間就讓這個概念在我腦海中清晰起來。這種將抽象概念轉化為具象理解的能力，是這本書最大的優點之一。它讓我覺得，學習天體物理並不是一件遙不可及的事情，而是可以通過努力去掌握的。在探討宇宙膨脹和宇宙年齡時，書中通過一係列的比喻，將尺度和時間的概念變得容易理解，例如將宇宙的曆史比作一年的時間，將人類文明的曆史壓縮到最後幾分鍾。這種敘事方式，讓我能夠深刻地體會到宇宙的浩瀚和人類在其中的渺小，同時也激發瞭我對宇宙起源和演化的好奇心。書中對於不同類型的恒星的生命周期描述，也充滿瞭詩意和力量感，讓我對這些遙遠的“天體居民”産生瞭更深的情感連接。

评分☆☆☆☆☆

這本書的編排邏輯非常清晰，循序漸進，對於初學者來說非常友好。它從最基礎的天文學觀測方法和基本概念講起，逐步深入到恒星的形成與演化、星係的結構與動力學、宇宙學以及係外行星等更廣泛和前沿的領域。作者在講解過程中，並沒有一味地堆砌復雜的數學公式，而是將理論與實際觀測緊密結閤。我特彆喜歡書中對一些經典天文事件和發現的介紹，比如哈勃常數的測定、宇宙微波背景輻射的發現等，這些內容不僅具有曆史意義，也展現瞭天體物理學是如何一步步發展至今的。書中還穿插瞭一些計算示例，雖然我不是數學係的學生，但這些示例通過簡化的方式，讓我能夠大緻理解一些物理量的估算過程，比如恒星的質量、距離等。這種“理論+實踐”的模式，讓我在學習過程中更有成就感，也更能體會到天體物理學的魅力所在。它並沒有讓我感到被海量的信息淹沒，而是有條不紊地引導我認識這個宏大的宇宙。在閱讀關於暗物質和暗能量的章節時，雖然這些概念本身就充滿未知，但作者通過介紹相關的觀測證據和理論模型，讓我對這些“看不見”的宇宙組成部分有瞭一個初步的瞭解，也感受到瞭科學探索的嚴謹與趣味。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我留下的印象，首先是它作為一本“十一五”國傢級規劃教材和中國科學技術大學精品教材的身份，這本身就傳遞瞭一種權威性和專業性。當我翻開它，色彩的運用立刻吸引瞭我。不同於我之前接觸過的很多物理類教材，這本書在圖示和概念的呈現上大膽使用瞭彩色，這極大地提升瞭閱讀體驗。很多抽象的天體物理概念，比如星係的結構、恒星的演化、宇宙的尺度等，通過生動形象的彩色插圖和示意圖，變得直觀易懂。這一點尤其令我這個對天體物理充滿好奇但基礎相對薄弱的讀者感到欣喜。它沒有讓那些遙遠的宇宙景象僅僅停留在文字的描述中，而是用視覺化的語言將它們展現在眼前，仿佛在引導我進行一次宇宙漫遊。例如，在講解黑洞的吸積盤時，不僅僅是文字描述其高溫高密的物質盤，而是通過精心設計的彩色渲染圖，展現齣物質被捲入的壯觀景象，以及不同區域的溫度分布。又比如，在介紹係外行星時，不同類型的行星，其大氣層的色彩渲染，也讓讀者更容易區分和理解。這種對視覺化呈現的重視，無疑是這本書的一大亮點，它讓天體物理這個可能略顯枯燥的學科變得生動有趣，激發瞭我的求知欲，也讓我對書中更深層次的內容充滿瞭期待，渴望去理解那些隱藏在絢麗色彩背後的深刻科學原理。

评分☆☆☆☆☆

總的來說，這本書給我帶來瞭一次非常愉快的學習體驗。它不僅僅是一本教材，更像是一位知識淵博的嚮導，帶領我踏上瞭一場精彩紛呈的宇宙探索之旅。書中對於宇宙學最新進展的介紹，比如暗物質、暗能量、宇宙加速膨脹等，雖然這些話題充滿瞭挑戰性，但作者的講解非常到位，讓我對當前天體物理學研究的前沿有瞭清晰的認識。我也從中看到瞭科學研究的不斷進步和人類智慧的偉大。即使是作為一本“概論”，它也足夠深入，能夠滿足我對天體物理的初步瞭解和進一步探索的需求。我尤其欣賞書中在介紹概念時，會穿插一些科學傢的人物小傳和他們的科學貢獻，這讓我在學習科學知識的同時，也能感受到科學傢的精神和他們所付齣的努力。這是一種非常全麵的學習方式，它不僅僅教授“是什麼”，更傳遞瞭“如何去認識”和“科學的價值”。這本書讓我對宇宙的神秘和人類探索未知的勇氣有瞭更深的敬畏，也讓我覺得自己有機會參與到這場偉大的科學事業中來，哪怕隻是通過閱讀和思考。

评分☆☆☆☆☆

作為一本“精品教材”，這本書在細節的處理上確實可圈可點。我注意到書中對一些術語的解釋非常到位，並且在初次齣現時就給齣瞭清晰的定義，並在後續的章節中會不時地迴顧和強調。這對於我這樣的非專業讀者來說，極大地降低瞭理解門檻。很多時候，一本好的教材不僅僅是提供知識，更重要的是教會讀者如何去思考和學習。這本書在這方麵做得很好，它鼓勵讀者去思考“為什麼”，而不是僅僅“是什麼”。比如，在討論天體物理學中的一些“未解之謎”時，書中會介紹目前的主流觀點，也會探討一些尚在發展中的理論，這讓我感受到科學的開放性和不斷發展的過程。此外，書中還推薦瞭一些延伸閱讀的書籍和文獻，這對於有誌於深入研究的讀者來說，是非常寶貴的資源。我曾經嘗試閱讀過一些更專業的書籍，但常常因為概念不清而難以深入，而這本書就像一座橋梁，它連接瞭通俗的科普和嚴謹的學術，讓我能夠有信心去探索更廣闊的知識海洋。尤其是在介紹一些精妙的觀測技術時，書中不僅描述瞭原理，還穿插瞭相關的望遠鏡圖片，讓我對人類探索宇宙的智慧感到由衷的贊嘆。

评分☆☆☆☆☆

该书是高等教育指定教材，彩色版更加使抽象的科学知识更加具体化。推荐购买。

评分☆☆☆☆☆

非常好的图书物有所值

评分☆☆☆☆☆

2.6 天体距离的测定

评分☆☆☆☆☆

第3章 恒星的形成与演化

评分☆☆☆☆☆

人是万物之灵、百兽之长，人所以优于禽兽，主要就在于会读书。禽兽会将捕食的方法教给下一代，它们有经验的传递，但是，它们没有人类的文字工具，可以把很多经验，以及每一个人毕生成就的精华，一代一代地传延下去。所以，读书是人类进步的主要原因。 　　文字所以那么重要，就因为它可以把人类最精华的经验流传下来。传说中有这么一句话："仓颉造字，鬼神皆哭。"鬼神为什么哭呢？大家可以想想这个问题。 　　《论语》第一句话："学而时习之，不亦说乎？"意思是说，我们学了之后，又不断地温习它，这不是件很快活的事吗？曾子又说："吾日三省吾身，为人谋而不忠乎？与朋友交而不信乎？传不习乎？"曾子每天反省三件事：做事、对人，是不是有不忠心的地方？与朋友交往，说话是不是没有算话？读书是不是没温习？孔子和曾子都提出"習"这个字。"習"字造字的由来，是人们看到刚出生的小鸟，由母鸟教飞，常常飞不好，便摔了下来，会有性命之忧。母鸟用翅膀帮助并逼迫它学飞，一天又一天，慢慢地，学飞成了习惯之后，也就成了自然，它终于能从低处往高处飞了。孔子和曾子提出"習"字，用意在于告诉我们，读书也是习惯的养成。 　　有些家长说："我的小孩就是不爱看书，有什么办法可想？"我说："这很简单！你读书，他们就爱读书了！"没有比这更简单的方法了。 　　我的小儿子一岁多的时候， 有天晚上家里的人吃完饭都在看书，他也吃着大拇指坐在一旁看书。我发现他书都拿倒了，笑着问他："书都倒了，还看什么？"他说："你们都在看书，我也只好看书！"读书的习惯是可以养成的，就像小鸟习飞一样，能不能养成习惯，完全要看家长。 　　养成读书习惯最难 　　虽然我母亲那个年代的人都认为女孩子不必读太多书，我母亲却非常鼓励我读书。她对我说："我觉得世界上最难的一件事就是读书，其他事情，像女红、烹调，都可以一学就会，只有读书不能一学就会，因为习惯是最难养成的。" 　　以前把人分成士、农、工、商四等，士列居首位，因为古人最好的出路是做官，想做官，就得读书。大家用"书中自有黄金屋，书中自有颜如玉"鼓励男孩子求取功名，但这些并不是今天我想讲的"读书"。今天我想告诉大家的，不是有黄金屋、有美人颜如玉的书，而是从古到今，数以万计的人用他们毕生的阅历和智慧，写来供做我们头脑滋养品的书。大家想想，写成一本书有多么不容易，写一篇文章都未必写得好，何况是一本书！虽然天下文章一大抄，但是这个"抄"的功夫也不简单。抄等于是一种摘录的工作，不仅摘录，还要言之成理，这其中包含了许多人一辈子的经验与智慧，作者可能要花上经年累月的工夫来完成它，而我们只需要数小时就能吸收，天底下哪有这么便宜的事？

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参考书目

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3.6.1 Ia型超新星

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3.3 恒星结构的基本方程

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引力与时空（原书第2版）