普通高等教育“十一五”国家级规划教材·中国科学技术大学精品教材：天体物理概论（彩色修订版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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向守平 著

图书标签:

• 天体物理学
• 物理学
• 高等教育
• 教材
• 科普
• 宇宙
• 天文学
• 中国科学技术大学
• 规划教材
• 彩色修订版

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

内容简介

　　 《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·中国科学技术大学精品教材：天体物理概论（彩色修订版）》的内容定位为介绍天文学和天体物理的基本概念和基本研究方法。对本专业的同学来说，这些基本概念、方法是进一步学习其他专业课程（如恒星物理、星系天文学、相对论天体物理及宇宙学等）的基础，并有助于他们在今后的学习时有一个全局的视野。对于非专业的同学，也可以达到扩展跨学科的视野、提高自身科学素质的目的，有助于建立科学正确的宇宙观，了解人类认识宇宙的历史和探索精神，并从人类研究遥远宇宙天体的科学方法中得到启发和借鉴，对自己在其他专业的学习和研究有所帮助。
　　 《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·中国科学技术大学精品教材：天体物理概论（彩色修订版）》所用到的物理知识主要是大学普通物理，极少数必须涉及理论物理（四大力学）和广义相对论的地方也只简单地引用结论，不做详细推导，故具有普通物理基础的读者学习起来不会感到困难。《普通高等教育“十一五”国家级规划教材·中国科学技术大学精品教材：天体物理概论（彩色修订版）》注意把天文学和天体物理学发展史上的主要事件结合到课程内容之中介绍，使读者能够比较生动、具体地了解人类对宇宙奥秘的艰苦探索过程。在侧重基础的同时，对一些前沿热门问题也进行了适当的介绍和讨论，读者可以根据自己感兴趣的程度对这些内容进行取舍。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 天体物理学的研究对象
1.1.1 太阳系
1.1.2 恒星世界
1.1.3 星系和星系团
1.2 天体物理学的观测方法简介
1.2.1 地面观测
1.2.2 空间望远镜
1.2.3 空间飞船考察

第2章 基本天体物理量及其测量
2.1 星等
2.1.1 视星等
2.1.2 绝对星等
2.1.3 光度
2.2 温度
2.2.1 色指数与色温度
2.2.2 有效温度
2.3 光谱型
2.3.1 天体光谱研究的开始与发展
2.3.2 恒星光谱的分类
2.3.3 不同光谱型谱线特征的成因
2.4 赫罗图
2.5 变星
2.5.1 脉动变星
2.5.2 爆发变星
2.6 天体距离的测定
2.7 恒星质量的测定
2.7.1 双星系统
2.7.2 质光关系
2.7.3 位力定理
2.8 恒星的年龄

第3章 恒星的形成与演化
3.1 恒星的形成阶段
3.1.1 星云坍缩的条件与金斯判据
3.1.2 星云的快速收缩过程
3.1.3 星云的慢收缩过程——原恒星阶段
3.2 主序星阶段
3.3 恒星结构的基本方程
3.4 积分定理（位力定理）
3.5 主序后的演化
3.5.1 小质量恒星的演化（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 中微子及其探测
3.6.4 中微子的未解之谜
3.6.5 超新星遗迹
3.7 密近双星的演化
3.7.1 洛希等势面
3.7.2 密近双星的演化
3.7.3 几种典型的最终演化结果
3.8 引力波辐射

第4章 致密星
4.1 白矮星
4.1.1 白矮星的质量上限——钱德拉塞卡极限
……
第5章 星际物质
第6章 星系
第7章 宇宙学简介

参考书目

前言/序言

宇宙的宏伟叙事：从基础概念到前沿探索 一本引领你领略宇宙奥秘的权威指南 本书旨在为天文爱好者、理工科学生以及所有对浩瀚星空怀有好奇心的人们，提供一套全面、深入且引人入胜的天体物理学入门读物。我们相信，理解我们身处的宇宙，是人类文明持续探索精神的体现。本书超越了简单的星象观测记录，而是致力于构建一个严谨的、物理学的宇宙图像。 全书结构设计遵循由近及远、由浅入深的原则，力求在保持科学严谨性的同时，兼顾读者的接受程度和阅读体验。我们将从最基础的工具和概念出发，逐步攀登至当代天体物理学最激动人心的前沿领域。 --- 第一部分：观测的基石与物理学的语言（Instrumental Foundations and Physical Language） 在深入探讨恒星、星系乃至宇宙演化之前，我们必须先掌握“如何看”和“如何量化”宇宙的工具与语言。 1. 天体观测的窗口： 电磁波谱的奥秘： 详细介绍从伽马射线到射电波的整个电磁波谱。阐述不同波段的物理起源（如黑体辐射、谱线形成），以及它们各自对研究特定天体物理过程（如恒星内部、星际介质的冷气、高能活动）的不可替代性。 望远镜的原理与进化： 剖析光学望远镜（折射与反射）的设计原理、分辨率与集光能力的限制。重点介绍非可见光望远镜（如射电、红外、X射线和伽马射线天文台）的特殊技术挑战与解决方案，包括地面站与空间任务的协同作用。 非电磁波信使： 探讨引力波天文学的兴起，介绍激光干涉仪的原理和探测到的重大事件（如双黑洞并合）。同时，介绍中微子天文学在研究太阳内部和超新星爆发方面的独特地位，以及宇宙射线的研究价值。 2. 物理学基础回顾与天体应用： 辐射传输理论： 深入解释光子如何在介质中传播、吸收、散射和发射，这是理解任何天文光谱的基础。 原子与分子光谱： 详细阐述能级跃迁、多普勒展宽、洛伦兹展宽等机制如何塑造我们观测到的谱线轮廓，并用以确定天体的速度、温度、密度和化学丰度。 基本热力学与统计力学在天体中的应用： 讨论气体动力学平衡、辐射压与引力之间的平衡，以及等离子体物理学在恒星大气和星际云中的主导作用。 --- 第二部分：恒星的生命史诗（The Epic Saga of Stars） 恒星是宇宙中最活跃、最普遍的“工厂”，它们的生灭构成了星系演化的核心驱动力。 3. 恒星的诞生与内部结构： 星际介质（ISM）： 描述星际气体和尘埃的组成、相态（冷原子云、分子云、电离氢区）及其物理过程，为恒星形成提供原材料背景。 引力坍缩与前主序星： 探讨形成恒星的触发机制（如冲击波、引力不稳定性），并分析原恒星的演化路径，直至核聚变点燃。 恒星结构方程： 建立并求解描述恒星内部结构（质量分布、温度梯度、能量传输）的四大微分方程组，并介绍赫罗图（H-R图）的物理意义。 4. 恒星的演化与死亡： 主序星阶段： 重点分析质子-质子链和CNO循环的能量产生机制，以及它们在不同质量恒星中的主导地位。 后主序演化： 描述低质量星（如红巨星、氦闪）和高质量星（如红超巨星）如何向生命终点过渡，涉及壳层燃烧和核合成路径。 恒星遗迹： 深入探讨白矮星的简并压力机制（钱德拉塞卡极限）、中子星的极端密度和脉冲星现象，以及黑洞的形成与性质。 5. 高能天体物理：超新星与宇宙射线： Ia型与II型超新星爆发机制： 剖析热失控与核塌缩两种不同路径，及其作为宇宙标准烛光和重元素（铁峰值以下元素）的主要来源的作用。 伽马射线暴（GRBs）： 介绍短暴（双星并合）和长暴（大质量恒星塌缩，GR-SN联系）的理论模型，及其在早期宇宙中的意义。 --- 第三部分：从星系到宇宙学（Galaxies and the Cosmos） 视野进一步扩大，我们将考察恒星聚集体——星系，及其构成的宏大宇宙结构。 6. 星系的天体物理学： 星系分类与结构： 描述螺旋星系、椭圆星系、不规则星系的主要形态特征、动力学和恒星种群差异。 星系动力学与质量分布： 介绍维里定理在星系团尺度上的应用，以及“暗物质”假说的核心证据——星系旋转曲线问题。 活动星系核（AGN）： 探讨星系中心超大质量黑洞（SMBH）吸积盘、喷流的产生与辐射机制，以及AGN对宿主星系演化的反馈作用。 星系形成与演化： 概述基于“冷暗物质层次结构形成”的模型，描述星系如何通过合并、吸积气体和恒星形成过程从早期的小尺度结构演化至今。 7. 宇宙学：膨胀的宇宙： 哈勃定律与宇宙膨胀： 回顾基于红移测量的宇宙膨胀事实，并解释标准宇宙学模型（$Lambda$CDM）的基本框架。 宇宙微波背景辐射（CMB）： 详细介绍CMB的起源（复合时期）、性质（完美的黑体谱）及其各向异性，这些微小涨落是结构形成的种子。 宇宙的成分： 深入讨论暗物质（物质密度参数 $Omega_{ ext{DM}}$）和暗能量（宇宙学常数 $Lambda$）对宇宙整体演化的主导作用，及其当前观测证据。 暴胀理论： 介绍对早期宇宙平坦性、视界问题和磁单极子问题的解决尝试，作为大爆炸模型的关键延伸。 --- 结语：未解之谜与未来展望 本书的最后部分将聚焦于当前天体物理学中的若干重大未解难题，激发读者持续探索的兴趣： 黑洞信息悖论。 暗物质的粒子性质。 暗能量的本质及其时间演化。 早期宇宙的再电离过程。 本书力求以清晰的逻辑和丰富的图表（注：此处为文字描述，实际书中包含彩色插图与图表），将抽象的物理概念转化为可感知的宇宙景象，引导读者建立起对宇宙学尺度现象的直观理解和科学框架。这是一次从地球出发，穿越恒星、星系，直至宇宙边缘的史诗级学习旅程。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常适合我，它既保持了科学的严谨性，又避免了过于晦涩的专业术语堆砌。阅读过程中，我很少会感到疲惫，反而有一种被知识的浪潮推着向前走的愉悦感。作者在叙述时，善于运用类比和生动的语言，将一些复杂的天体物理现象描绘得栩栩如生。例如，在解释引力透镜效应时，作者用“宇宙中的放大镜”来形容，瞬间就让这个概念在我脑海中清晰起来。这种将抽象概念转化为具象理解的能力，是这本书最大的优点之一。它让我觉得，学习天体物理并不是一件遥不可及的事情，而是可以通过努力去掌握的。在探讨宇宙膨胀和宇宙年龄时，书中通过一系列的比喻，将尺度和时间的概念变得容易理解，例如将宇宙的历史比作一年的时间，将人类文明的历史压缩到最后几分钟。这种叙事方式，让我能够深刻地体会到宇宙的浩瀚和人类在其中的渺小，同时也激发了我对宇宙起源和演化的好奇心。书中对于不同类型的恒星的生命周期描述，也充满了诗意和力量感，让我对这些遥远的“天体居民”产生了更深的情感连接。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我留下的印象，首先是它作为一本“十一五”国家级规划教材和中国科学技术大学精品教材的身份，这本身就传递了一种权威性和专业性。当我翻开它，色彩的运用立刻吸引了我。不同于我之前接触过的很多物理类教材，这本书在图示和概念的呈现上大胆使用了彩色，这极大地提升了阅读体验。很多抽象的天体物理概念，比如星系的结构、恒星的演化、宇宙的尺度等，通过生动形象的彩色插图和示意图，变得直观易懂。这一点尤其令我这个对天体物理充满好奇但基础相对薄弱的读者感到欣喜。它没有让那些遥远的宇宙景象仅仅停留在文字的描述中，而是用视觉化的语言将它们展现在眼前，仿佛在引导我进行一次宇宙漫游。例如，在讲解黑洞的吸积盘时，不仅仅是文字描述其高温高密的物质盘，而是通过精心设计的彩色渲染图，展现出物质被卷入的壮观景象，以及不同区域的温度分布。又比如，在介绍系外行星时，不同类型的行星，其大气层的色彩渲染，也让读者更容易区分和理解。这种对视觉化呈现的重视，无疑是这本书的一大亮点，它让天体物理这个可能略显枯燥的学科变得生动有趣，激发了我的求知欲，也让我对书中更深层次的内容充满了期待，渴望去理解那些隐藏在绚丽色彩背后的深刻科学原理。

评分☆☆☆☆☆

作为一本“精品教材”，这本书在细节的处理上确实可圈可点。我注意到书中对一些术语的解释非常到位，并且在初次出现时就给出了清晰的定义，并在后续的章节中会不时地回顾和强调。这对于我这样的非专业读者来说，极大地降低了理解门槛。很多时候，一本好的教材不仅仅是提供知识，更重要的是教会读者如何去思考和学习。这本书在这方面做得很好，它鼓励读者去思考“为什么”，而不是仅仅“是什么”。比如，在讨论天体物理学中的一些“未解之谜”时，书中会介绍目前的主流观点，也会探讨一些尚在发展中的理论，这让我感受到科学的开放性和不断发展的过程。此外，书中还推荐了一些延伸阅读的书籍和文献，这对于有志于深入研究的读者来说，是非常宝贵的资源。我曾经尝试阅读过一些更专业的书籍，但常常因为概念不清而难以深入，而这本书就像一座桥梁，它连接了通俗的科普和严谨的学术，让我能够有信心去探索更广阔的知识海洋。尤其是在介绍一些精妙的观测技术时，书中不仅描述了原理，还穿插了相关的望远镜图片，让我对人类探索宇宙的智慧感到由衷的赞叹。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排逻辑非常清晰，循序渐进，对于初学者来说非常友好。它从最基础的天文学观测方法和基本概念讲起，逐步深入到恒星的形成与演化、星系的结构与动力学、宇宙学以及系外行星等更广泛和前沿的领域。作者在讲解过程中，并没有一味地堆砌复杂的数学公式，而是将理论与实际观测紧密结合。我特别喜欢书中对一些经典天文事件和发现的介绍，比如哈勃常数的测定、宇宙微波背景辐射的发现等，这些内容不仅具有历史意义，也展现了天体物理学是如何一步步发展至今的。书中还穿插了一些计算示例，虽然我不是数学系的学生，但这些示例通过简化的方式，让我能够大致理解一些物理量的估算过程，比如恒星的质量、距离等。这种“理论+实践”的模式，让我在学习过程中更有成就感，也更能体会到天体物理学的魅力所在。它并没有让我感到被海量的信息淹没，而是有条不紊地引导我认识这个宏大的宇宙。在阅读关于暗物质和暗能量的章节时，虽然这些概念本身就充满未知，但作者通过介绍相关的观测证据和理论模型，让我对这些“看不见”的宇宙组成部分有了一个初步的了解，也感受到了科学探索的严谨与趣味。

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书给我带来了一次非常愉快的学习体验。它不仅仅是一本教材，更像是一位知识渊博的向导，带领我踏上了一场精彩纷呈的宇宙探索之旅。书中对于宇宙学最新进展的介绍，比如暗物质、暗能量、宇宙加速膨胀等，虽然这些话题充满了挑战性，但作者的讲解非常到位，让我对当前天体物理学研究的前沿有了清晰的认识。我也从中看到了科学研究的不断进步和人类智慧的伟大。即使是作为一本“概论”，它也足够深入，能够满足我对天体物理的初步了解和进一步探索的需求。我尤其欣赏书中在介绍概念时，会穿插一些科学家的人物小传和他们的科学贡献，这让我在学习科学知识的同时，也能感受到科学家的精神和他们所付出的努力。这是一种非常全面的学习方式，它不仅仅教授“是什么”，更传递了“如何去认识”和“科学的价值”。这本书让我对宇宙的神秘和人类探索未知的勇气有了更深的敬畏，也让我觉得自己有机会参与到这场伟大的科学事业中来，哪怕只是通过阅读和思考。

评分☆☆☆☆☆

图书品质上乘，服务态度优良

评分☆☆☆☆☆

2.2.1 色指数与色温度

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

2.7.3 位力定理

评分☆☆☆☆☆

高教的课本还是不错的，不管是质量还是内容都比较有保证

评分☆☆☆☆☆

介绍了天体的物理性，值得读一读

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？

评分☆☆☆☆☆

正版图书，印刷什么的都挺不错的

评分☆☆☆☆☆

普通高等教育“十一五”国家级规划教材·中国科学技术大学精品教材：天体物理概论（彩色修订版）》的内容定位为介绍天文学和天体物理的基本概念和基本研究方法。对本专业的同学来说，这些基本概念、方法是进一步学习其他专业课程（如恒星物理、星系天文学、相对论天体物理及宇宙学等）的基础，并有助于他们在今后的学习时有一个全局的视野。对于非专业的同学，也可以达到扩展跨学科的视野、提高自身科学素质的目的，有助于建立科学正确的宇宙观，了解人类认识宇宙的历史和探索精神，并从人类研究遥远宇宙天体的科学方法中得到启发和借鉴，对自己在其他专业的学习和研究有所帮助。