天体物理概论(彩色版)

书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。
《天体物理概论》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。《天体物理概论》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。
天体物理是一门既古老又生机勃勃的学科，新的观测发现不断涌现，新的理论也层出不穷，前沿进展可以说是日新月异，甚至一些基本宇宙学参数的观测值也仍在不断地有所修正。
书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。
本书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。本书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。
天体物理是一门既古老又生机勃勃的学科，新的观测发现不断涌现，新的理论也层出不穷，前沿进展可以说是日新月异，甚至一些基本宇宙学参数的观测值也仍在不断地有所修正。

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1M<2.3M
3.5.2 中等质量恒星的演化2.3M.3.5.3大质量恒星的演化M>8M
3.6 超新星
3.6.1Ⅰa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
4．1．2 白矮星的结构与冷却
4．2 中子星
4．2．1 中子星的结构
4．2．2 中子星的自转与磁场
4．3 脉冲星
4．3．1 脉冲星的发现——一个期待了30多年的结果
4．3．2 脉冲星的观测特征与理论模型
4．3．3 脉冲星的距离测量
4．3．4 有待进一步研究的问题
4．4 黑洞
4．4．1 引力半径与视界
4．4．2 引力红移与时钟变慢
4．4．3 宇宙飞船向黑洞下落的过程
4．4．4 克尔黑洞，彭罗斯过程和宇宙监察猜想
4．4．5 黑洞热力学简介
4．4．6 黑洞量子力学简介
4．4．7 搜寻黑洞
4．5 宇宙7射线暴

第5章 星际物质
5．1 星际物质的概况
5．2 中性氢区(HI区)与射电21cm谱线
5．3 电离氢区(HⅡ区)与斯特龙根球
5．4 星际分子
5．4．1 星际分子的发现
5．4．2 星际分子的天体物理学意义
5．4．3 天体分子脉泽

第6章 星系
6．1 星系的主要特征
6．1．1 形态与分类
6．1．2 星系质量的测定
6．1．3 旋涡星系和椭圆星系的“标准烛光
6．1．4 银河系的主要特征
6．1．5 旋臂生成一一密度波理论
6．2 活动星系与活动星系核
6．2．1 活动星系的主要观测特点
6．2．2 活动星系核(AGN)的统一模型
6．3 星系团和超星系团
6．3．1 星系的大尺度成团结构
6．3．2 星系的大尺度本动速度
6．3．3 星系团的X射线辐射
6．4 星系的形成与演化
6．4．1 单个星系的形成与演化概况
6．4．2 星系的相互作用与并合

第7章 宇宙学简介

第1章 绪论
1.1 天体物理学的研究对象
每当我们仰望群星璀璨、银汉低垂的夜空，总会由衷地发出“感天地之辽阔、觉宇宙之无穷”的赞叹，心中也会同时涌起对宇宙奥秘求知的渴望。伟大诗人屈原在他的不朽名篇《天问》中，就曾对天问道：
遂古之初，谁传道之？上下未形，何由考之？……斡维焉系？天极焉加？……九天之际，安放安属？隅隈多有，谁知其数？天何所沓？十二焉分？日月安属？列星安陈？……这一连串的发问，集中反映了亘古以来我们祖先对宇宙之谜不倦的求索。我国古代寓言中“杞人忧天”的故事（“杞国有人，忧天地崩坠、身亡无寄，废寝食者”），如果撇去其“庸人自扰”的贬义，从积极方面来说，也可以说是古代有识之士对宇宙演化结果的一种思考。当然，因为“杞人”只考虑了重力的垂直下落作用并认为宇宙以地球为中心，所以得出了我们今天看来十分荒谬可笑的结论。此外，众所周知，无论在我国还是在西方，众多神话（以及宗教）的产生，都来源于古代先民对壮丽的、既有规律也变幻多端的天象的赞美、恐惧、信服和崇拜。而人类自远古时期就积累起来的对日月运行、昼夜交替、寒来暑往等现象的观察和经验，促使了自然科学中天文学的首先诞生。
按照我国目前的学科分类，天体物理学是天文学下属的一个二级学科，此外的二级学科还有天体测量学和天体力学。天体测量学是天文学最古老的分支，它的主要任务是精确测定天体的位置和运动，建立基本坐标参考系，确定地面点的坐标以及提供精确的标准时间服务。天体力学主要研究天体运动的动力学问题，其理论基础是牛顿力学（在高精度情况下需要应用广义相对论给出修正）。