天体物理中的辐射机制PDF电子书下载

第一章 经典辐射理论的简短回顾 1

1.1李纳－维谢尔势 2

1.2单个粒子的辐射场 6

1.3单个粒子的辐射功率、辐射角分布及谱分布 9

1.3.1角分布 9

1.3.2辐射总功率 16

1.3.3谱分布 21

1.4斯托克斯偏振参量 29

1.4.1椭圆偏振波 29

1.4.2任意偏振波的斯托克斯参量 33

1.4.3自然波及任意偏振波的分解 35

1.4.4坐标转动下斯托克斯参量的变换 36

1.4.5偏振度 38

1.5法拉第磁光效应 40

1.5.1磁等离子体中电磁波的传播特性 41

1.5.2法拉第磁光效应 43

第二章 半经典的量子辐射理论概要 47

2.1黑体辐射，爱因斯坦辐射系数 47

2.2亮温度TB与天线温度TA 51

2.2.1亮温度TB 51

2.2.2天线温度TA 52

2.3含时微扰论，跃迁几率 54

2.4辐射场和原子体系相互作用微扰算符 57

2.5吸收和发射几率（偶极近似） 59

2.6振子强度 68

2.7对近似条件适用性的讨论 70

第三章 辐射转移方程 77

3.1一些基本概念 77

3.1.1辐射强度和辐射通置 77

3.1.2辐射场的能量密度 79

3.1.3发射系数和吸收系数 81

3.1.4光学厚度（光深） 82

3.2辐射转移方程 83

3.3发射线和吸收线 87

3.4线辐射的吸收系数及发射线强度 90

3.5推广的辐射转移方程——考虑介质折射率的影响 95

3.6斯托克斯参量的辐射转移方程举例（逆塞曼效应） 98

3.7分子脉塞源中的辐射转移方程 111

第四章 回旋辐射、同步辐射及曲率辐射 118

4.1回旋加速辐射 125

4.1.1电子运动方程，拉摩频率 126

4.1.2回旋辐射的总功率 128

4.1.3回旋辐射的谱 129

4.1.4回旋辐射的角分布 137

4.1.5回旋辐射的偏振特性 138

4.1.6回旋辐射的谱线宽度及轮廓 138

4.1.7经典理论的适用范围 144

4.2同步加速辐射 144

4.2.1相对论电子在磁场中的运动方程 145

4.2.2同步辐射的总功率，辐射寿命的估计 146

4.2.3同步辐射的角分布 148

4.2.4同步辐射的谱分布（圆轨道情形） 148

4.2.5沿螺旋轨道运动电子的同步辐射 153

4.2.6同步辐射的偏振特性 156

4.2.7电子系集体的同步辐射 159

4.2.8对宇宙射电源的辐射谱的进一步讨论 163

4.2.9同步辐射的自吸收 171

4.3曲率辐射 175

4.3.1曲率辐射的基本公式 175

4.3.2相干的曲率辐射 178

第五章 逆康普顿散射（康普顿辐射） 185

5.1经典汤姆逊散射，散射截面 186

5.2康普顿散射，克莱因－仁科公式 190

5.3辐射压，爱丁顿极限 191

5.4逆康普顿散射 195

5.4.1作为辐射过程的逆康普顿散射 195

5.4.2逆康普顿散射的辐射功率 199

5.4.3逆康普顿散射的辐射谱 206

5.4.4电子系集体的康普顿辐射 208

5.5电子对的湮灭和产生 210

5.6热电子与辐射场的相互作用——康普顿化过程 213

第六章 轫致辐射 227

6.1电子运动方程 228

6.2轫致辐射的谱分布 234

6.2.1轫致辐射谱的经典公式及其适用范围 234

6.2.2微分辐射截面和岡特因子g11（v，v） 249

6.2.3轫致辐射谱——量子力学公式 252

6.3轫致辐射的总功率 263

6.4电子系集体的轫致辐射，谱发射系数和发射系数 265

6.5自由－自由吸收 270

6.6对轫致辐射的一些补充讨论 271

6.6.1电子－原子碰撞产生的轫致辐射 271

6.6.2电子－电子的四极矩辐射 272

6.6.3相对论电子的轫致辐射 272

第七章 复合辐射，复合线 275

7.1氢（及类氢）离子的复合截面 276

7.2氢（及类氢）离子的复合速率系数 279

7.3复合辐射连续谱 282

7.4复合线，巴尔末减缩 287

7.5射电复合谱线 293

7.6两电子式复合 299

7.7束缚－自由吸收（光电吸收） 301

第八章 碰撞激发（退激发辐射） 303

8.1选择定则（关于偶极辐射） 305

8.1.1氢原子光谱的选择定则 306

8.1.2复杂原子的选择定则 307

8.2振子强度求和定则氢原子跃迁几率 308

8.3选择定则（关于电四极矩和磁偶极矩辐射） 313

8.4禁线 317

8.5谱线发射系数 319

8.6电子碰撞激发截面，碰撞强度 320

8.7由禁线强度估计电子温度和密度 327

第九章 切仑柯夫辐射 335

9.1一般性讨论 335

9.2切仑柯夫辐射的谱分布，角分布，总功率及偏振 340

9.3等离子体的折射率 343

9.3.1未充分电离等离子体 344

9.3.2完全电离的等离子体（无场情况） 349

9.3.3稳态外磁场中的完全电离等离子体 358

9.3.4中等电离程度的等离子体 363

9.4天体物理中的切仑柯夫辐射 364

9.4.1夜空的可见光脉冲——大气中的切仑柯夫效应 364

9.4.2来自太阳黑子的射电发射 365

9.4.3切仑柯夫谱线发射和类星体光谱 366