太空物理学导论PDF电子书下载

第一章 日地物理学简史&C．T．Russell 1

1．1 古代极光的观测 1

1．2 早期地磁场的测量 2

1．3 一门学科的诞生 3

1．4 电离层和磁层 8

1．5 太阳风 11

1．6 磁层探测 12

1．7 行星和行星际探测 19

1．8 结语 21

参考读物 21

习题 21

第二章 太空等离子体物理&M．G．Kivelson 22

2．1 引言 22

2．2 单粒子运动 22

2．3 粒子的集体行为 27

2．4 等离子体状态 30

2．5 等离子体的流体描述 32

2．6 磁流体动力学方程的两个应用 38

2．7 结语 40

附录2A 磁场中非相对论带电粒子的一些性质 40

参考读物 41

习题 42

第三章 太阳及其磁流体力学&E．R．Priest 44

3．1 引言 44

3．2 新的太阳 48

3．3 磁场的作用 50

3．4 磁流体力学平衡、波和不稳定性 53

3．5 太阳活动 54

3．6 日珥 57

3．7 日冕加热 61

3．8 太阳耀斑 63

3．9 结语 68

习题 69

第四章 太阳风&A．J．Hundhausen 71

4．1 引言 71

4．2 太阳风性质简介 72

4．3 日冕中太阳风形成的基本概念 75

4．4 日冕和太阳风的磁场结构 85

4．5 太阳风中主要的随时间变化扰动 96

参考读物 99

习题 99

第五章 无碰撞激波&D．Burgess 100

5．1 引言 100

5．2 无碰撞激波 103

5．3 激波结构：怎样产生的? 111

5．4 未被提及的事情 118

附录5A De Hoffman-Teller参照系 118

附录5B 高能粒子与前兆激波 120

附录5C 激波法向的确定 122

参考读物 123

习题 123

第六章 太阳风与具有内禀磁场行星的相互作用&R．J．Walker和C．T．Russell 125

6．1 引言 125

6．2 行星磁场 125

6．3 磁层腔的大小 128

6．4 磁层腔的形状 130

6．5 自洽模型 132

6．6 磁层周围的太阳风流动 134

6．7 结语 138

参考读物 139

习题 139

第七章 电离层&J．G．Luhmann 141

7．1 引言 141

7．2 离子的产生 141

7．3 离子的损失 148

7．4 由产生率和损失率确定电离层密度 149

7．5 一个例子：地球电离层 152

7．6 与电离层相关的其他考虑 153

7．7 结语 155

参考读物 156

习题 156

第八章 等离子体与非磁性物体的相互作用&J．G．Luhmann 157

8．1 引言 157

8．2 等离子体与类月物体的相互作用 157

8．3 等离子体与带大气层星体的相互作用 160

8．4 结语 175

参考读物 175

习题 176

第九章 磁层顶，磁尾和磁重联&W．J．Hughes 177

9．1 引言 177

9．2 磁层顶 177

9．3 地球磁尾 180

9．4 磁重联 187

9．5 磁层顶的磁重联 202

9．6 重联和等离子体片边界层 215

9．7 磁尾的稳态对流可能吗? 219

9．8 结语 220

参考读物 220

习题 220

第十章 磁层结构&R．A．Wolf 222

10．1 引言 222

10．2 地球磁层的磁场位形 222

10．3 地球中磁层和内磁层等离子体 224

10．4 电场和磁层对流 233

10．5 绝热不变量和粒子漂移 236

10．6 电离层——磁层耦合 246

10．7 电离层电流 249

10．8 沿磁场的电位降 249

10．9 磁层粒子进入地球大气层的损失 250

10．10 结语 251

参考读物 251

习题 251

第十一章 脉动与磁流体力学波&M．G．Kivelson 253

11．1 引言 253

11．2 基本方程 255

11．3 线性波方程 256

11．4 冷等离子体中的波 257

11．5 温等离子体中的波 260

11．6 电离层边界条件 263

11．7 偶极子磁场中的MHD波 265

11．8 波能的来源 268

11．9 不稳定性 269

11．10 行星磁层和其他区域中的波 270

参考读物 271

习题 272

第十二章 等离子体波&C．K．Goertz和R．J．Strangeway 273

12．1 引言 273

12．2 双流体等离子体中的波 273

12．3 未磁化等离子体中的波 276

12．4 磁化等离子体中的波 287

12．5 动力学理论和波不稳定性 299

参考读物 303

习题 303

第十三章 磁层动力学&R．L．McPherron 305

13．1 引言 305

13．2 磁活动的类型 306

13．3 磁活动的度量：地磁指数 311

13．4 太阳风对地磁活动的控制 312

13．5 磁层对地磁活动的控制 320

13．6 亚暴的唯象模型 328

13．7 结语 335

附录13A 测量磁场的仪器 336

附录13B 标准地磁活动指数 342

参考读物 347

第十四章 极光和极光电离层&H．C．Carlson Jr．和A．Egeland 348

14．1 引言 348

14．2 极光粒子沉降：极光谱线 351

14．3 极光的时空分布 361

14．4 极光亚暴 367

14．5 极光电离层 370

14．6 极光对无线电波的影响 373

14．7 向电离层的能量传输 373

14．8 与磁层-电离层-热层中边界及物理过程的关系 376

14．9 稳态日向极光弧：能量学和热平衡 376

参考读物 377

习题 378

第十五章 外行星的磁层&C．T．Russell和R．J．Walker 380

15．1 引言 380

15．2 太阳风特性的变化 381

15．3 磁层的尺度 384

15．4 重联的作用 386

15．5 行星的卫星与行星磁层的相互作用 388

15．6 辐射带 389

15．7 波和不稳定性 391

15．8 无线电波辐射 392

15．9 结语 393

参考读物 393

习题 393

附录1 符号，矢量恒等式，微分算子 394

附录2 太空物理学的基本常量和等离子体参量 400

附录3 地球物理坐标系变换 402

参考文献 411

名词索引 427