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第一章 绪论 1

§1．1 研究太阳的意义 1

§1．2 太阳的基本参数 2

§1．3 太阳分层结构 5

§1．4 太阳活动与宁静太阳 7

§1．5 太阳自转 10

§1．6 太阳辐射 14

§1．7 太阳磁场 19

§1．8 日面坐标 23

大阳物理综合性参考书 27

第二章 太阳观测方法 28

§2．1 地面光学观测中的视宁度 29

§2．2 太阳照相仪和白光高分辨观测 31

§2．3 色球望远镜和双折射滤光器 34

§2．4 大型太阳望远镜的成像系统 39

2．4．1 地平式定天镜装置 40

2．4．2 垂直式(塔式)定天镜装置 41

2．4．3 定日镜装置 42

2．4．4 追日镜装置 43

2．4．5 赤道仪式装置 44

2．4．6 经纬仪式装置 44

§2．5 太阳光谱仪和太阳单色光照相仪 47

2．5．1 光栅光谱仪 47

2．5．2 太阳单色光照相仪 50

2．5．3 阶梯光栅光谱仪 50

2．5．4 Fourier变换光谱仪 51

2．5．5 二维光谱仪 52

§2．6 太阳速度场观测设备 53

2．7．1 太阳光谱线的Zeeman分裂 57

§2．7 偏振和磁场测量 57

2．7．2 偏振光的Stokes参数表示法 62

2．7．3 Stokes轮廓和Stokes转移方程 63

2．7．4 强磁场的总强度和极性测量 66

2．7．5 光电磁像仪 67

2．7．6 照相磁像仪 69

2．7．7 视频磁像仪(磁场望远镜) 70

§2．8 日冕仪 74

§2．9 多通道太阳望远镜 75

§2．10 空间太阳观测 78

§2．11 太阳射电观测 82

参考文献 85

3．1．1 质量、压力和能量平衡方程 87

第三章 太阳内部构造和能源 87

§3．1 确定太阳内部构造的基本方程 87

3．1．2 能量转移方程 89

3．1．3 物态方程 94

§3．2 太阳的化学组成和平均原子量 96

§3．3 太阳的能源 101

§3．4 太阳内部物质的吸收系数和不透明度 106

§3．5 标准太阳模型 112

§3．6 太阳中微子发射及其探测 115

3．6．1 太阳中微子流量理论估算 115

3．6．2 太阳中微子探测实验 117

§3．7 非标准太阳模型 119

§3．8 太阳演化 122

3．8．1 主序星前阶段 123

3．8．2 主序星阶段 124

3．8．3 主序星后阶段 125

参考文献 126

第四章 太阳的自转、对流和振动 128

§4．1 太阳自转和子午环流 128

§4．2 太阳内部对流的观测证据 133

4．2．1 米粒组织 133

4．2．2 超米粒组织 136

4．2．3 中米粒组织 138

§4．3 混合长理论和对流层模型 140

§4．4 太阳振动的理论描述 146

4．4．1 确定太阳振动的基本方程 146

4．4．2 各种振动模式及其传播特征 151

4．4．3 几个重要的近似关系 156

4．4．4 自转对太阳振动的影响 158

§4．5 太阳振动的观测 159

4．5．1 有空间分辨的观测 162

4．5．2 无空间分辨的观测 165

§4．6 日震学研究结果和问题 170

4．6．1 日震学中的直接模拟和反演 170

4．6．2 日震学研究取得的一些结果 171

4．6．3 日震学研究存在的问题 173

参考文献 177

第五章 太阳电动力学 180

§5．1 宇宙等离子体的一些基本特性 181

5．1．1 感应电场和感应方程 181

5．1．2 磁场扩散与冻结 183

5．1．3 电导率 185

5．1．4 磁应力 192

§5．2 太阳磁流管 195

5．2．1 太阳磁流管的基本特征 196

5．2．2 磁流管的不稳定性 201

5．2．3 磁流管的热效应 206

§5．3 等离子体中的波动 210

5．3．1 等离子体波概述 210

5．3．2 太阳等离子体中的主要波动模式 215

5．3．3 激波、磁流体力学激波和无碰撞激波 221

§5．4 带电粒子加速机制 224

5．4．1 Fermi加速 225

5．4．2 等离子体湍流加速 237

参考文献 247

6．1．1 光球概念 249

第六章 太阳光球 249

§6．1 光球中的能量传输 249

6．1．2 几种平衡态 252

6．1．3 辐射转移方程 254

§6．2 太阳常数和太阳辐射能谱分布 261

6．2．1 太阳常数和大气外太阳分光辐照 261

6．2．2 测量方法简介 263

6．2．3 测量结果的讨论 265

§6．3 临边昏暗、连续吸收和光球模型 269

6．3．1 太阳临边昏暗和临边增亮 269

6．3．2 光球的连续吸收系数 272

6．3．3 太阳低层大气模型 274

6．4．1 吸收线的辐射转移方程 281

§6．4 谱线辐射转移方程、选择吸收和谱线源函数 281

6．4．2 选择吸收 283

6．4．3 谱线的源函数 284

§6．5 谱线的加宽机制 287

6．5．1 辐射阻尼加宽 287

6．5．2 Doppler加宽 289

6．5．3 辐射阻尼和Doppler效应联合加宽 291

6．5．4 压力加宽 293

§6．6 真吸收因子、谱线轮廓和局部热动平衡偏离 295

6．6．1 真吸收所占的分量因子 295

6．6．2 谱线轮廓及其应用 297

6．6．3 非局部热动平衡的谱线源函数 301

6．7．1 等值宽度和生长曲线概念 304

§6．7 谱线的等值宽度和生长曲线 304

6．7．2 理论生长曲线 306

6．7．3 观测生长曲线 308

参考文献 311

第七章 色球、日冕和太阳风 313

§7．1 色球和过渡区 313

7．1．1 色球的观测特征 313

7．1．2 色球模型 320

7．1．3 色球-日冕过渡区 324

§7．2 日冕辐射 327

7．2．1 日冕辐射的多种成分 327

7．2．2 散射日冕(K冕和F冕) 329

7．2．3 发射日冕(E冕) 336

7．3．1 各种日冕结构 340

§7．3 日冕构造和物理模型 340

7．3．2 宁静日冕和冕洞模型 343

§7．4 日冕磁场的理论外推 349

7．4．1 基本方程 349

7．4．2 势场近似 351

7．4．3 常α无力场近似 354

7．4．4 一般无力场 363

§7．5 宁静太阳的射电辐射 366

7．5．1 日冕等离子体中射电波的传播 367

7．5．2 射电辐射的亮温度 368

7．5．3 射电临边增亮和临边昏暗 371

§7．6 太阳风和日球 372

7．6．1 太阳风起源和主要特征 372

7．6．2 太阳风速度的理论推测 375

7．6．3 太阳角动量损失 379

7．6．4 日球结构 382

§7．7 色球和日冕加热问题 384

7．7．1 色球和日冕的能量平衡 384

7．7．2 色球和日冕的加热 388

参考文献 390

第八章 光球活动和磁场 394

§8．1 太阳黑子的观测特征和分类 394

§8．2 黑子的物理构造和演化 402

8．2．1 黑子本影大气模型 402

8．2．2 黑子磁流管 405

8．2．3 磁场在黑子演化中的作用 407

§8．3 太阳活动周期 411

8．3．1 黑子相对数与太阳活动周 411

8．3．2 纬度迁移与极性转换 415

§8．4 太阳活动的超长期变化 418

§8．5 光斑和小尺度磁场 424

8．5．2 小尺度磁场 428

§8．6 太阳活动起源与发电机理论 433

8．6．1 Babcock和Leighton的太阳活动周模型 434

8．6．2 太阳发电机理论 440

参考文献 450

第九章 色球和日冕中的活动现象 454

§9．1 日珥和暗条 454

§9．2 光学耀斑(低温耀斑区) 459

9．2．1 耀斑概述 459

9．2．2 H_a单色光观测 463

9．2．3 耀斑光谱观测 468

8．5．1 光斑 474

9．2．4 白光耀斑 474

§9．3 高温耀斑区和高能现象 479

9．3．1 耀斑的X光辐射 480

9．3．2 太阳射电爆发 486

9．3．3 耀斑粒子发射 492

§9．4 耀斑活动区磁场和电流 497

9．4．1 活动区磁场的非势性 497

9．4．2 横向磁场方位角的确定和电流推算 503

9．4．3 耀斑引起的磁场和电流变化 508

9．4．4 耀斑发生位置的观测结果 513

§9．5 耀斑的能量释放过程 519

9．5．1 磁场位形、不稳定性和粒子加速 520

9．5．2 各种观测现象的解释 524

§9．6 日冕物质抛射(CME) 527

参考文献 531

第十章 日地关系和太阳活动预报 539

§10．1 地球附近空间环境 539

10．1．1 地磁层 539

10．1．2 辐射带 541

10．1．3 电离层 543

§10．2 太阳短波辐射增强的地球物理效应 544

10．2．1 对电离层和电波传播的影响 544

10．2．2 对大气密度分布的影响 546

§10．3 太阳粒子辐射增强的地球物理效应 548

10．3．1 高能粒子流和低能等离子体的不同效应 548

10．3．2 近地空间粒子污染的危害 551

10．4．1 太阳与天气现象的相关 554

§10．4 太阳活动对低层大气的影响 554

10．4．2 可能的物理机制 558

§10．5 地球自转变化中的太阳物理效应 560

10．5．1 地球自转的各种扰动 560

10．5．2 太阳活动对地球自转的影响 564

10．5．3 太阳风对地球自转的可能影响 568

§10．6 太阳活动预报 574

10．6．1 太阳活动短期预报和警报 575

10．6．2 太阳活动总体水平的长期预报 582

参考文献 584

附录Ⅰ 日面坐标计算公式的推导 589

附录Ⅱ 双折射滤光器有关公式的推导 594

附录Ⅲ Saha电离公式的推导 597

索引 600