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目录 1

译者的话 1

第一章　总论 1

1.1．等离子体物理学的理论研究和实验研究 1

中译本序 3

1.2．实验室中和空间中的等离子体现象 5

1.2.1．尺度换算步骤 5

序言 7

1.2.2．模拟实验 7

1.2.3．实验室研究与空间研究的比较 8

1.3．等离子体的磁场描述和粒子描述 9

1.4．经典理论的现状 11

1.5．边界条件，对电路的依赖关系 12

1.6．宇宙论和太阳系起源 13

1.7．本书的目的 13

第二章　空间等离子体中的电流 15

2.1．物理学中的二重性 15

2.2．等离子体物理学中与微粒有关的现象 16

2.3．磁力线 17

2.3.1．磁层的磁场描述和电流描述 18

2.3.2．磁层中的粒子运动 20

2.3.3．关于稳恒磁层中“磁力线重联”和“合并”的结论 21

2.4.1．细束的观测 22

2.4．细束 22

2.4.2．放电的收缩 29

2.4.3．箍缩效应，贝内特关系 30

2.4.4．无作用力磁场中的细束状电流 31

2.4.5．磁绳理论 34

2.4.6．离子泵 35

2.4.7．金星电离层中的磁通绳 35

2.5．等离子体局部特性参数和电路 35

2.5.1．边界条件 37

2.5.2．“不可见”的能量传递 37

2.5.3．“磁合并”理论 38

2.6.1．电偶层的一般特性 39

2.6．电偶层 39

2.6.2．磁层中的电偶层 43

2.6.3．电偶层中的能量释放 45

2.6.4．爆发的电偶层 45

2.6.5．有一电偶层的电路 46

2.7．作为“电缆”的场向电流 48

2.8．一个扩张的电路 49

2.9．不同类型的等离子体区域 50

2.9.1．“被动的”等离子体区域 50

2.9.2．“主动的”等离子体区域 50

2.9.3．等离子体电缆 51

2.9.4．主动和被动等离子体区域在电离层中的 52

反映 52

2.9.5．边界电流片 53

2.10．空间的细胞状结构 54

2.11．主动等离子体区域的精细结构 55

第三章　电路 57

3.1．电流模型的重要性 57

3.1.1．粒子描述 57

3.1.2．不同类型的电流 58

3.1.3．电路与运动等离子体之间的能量传递 60

3.2．极光电路 66

3.3．被等离子体包围的旋转的磁化物体 70

3.4．日球电流体系 72

3.4.1．“扇形结构”和赤道电流层 72

3.4.2．日球电流模型的建立 73

3.4.3．日球电路的特性 75

3.4.4．到星系尺度的外推：双射电源 76

3.5．磁尾、彗星和金星的电路 79

3.5.1．磁尾电路和磁亚暴 79

3.5.2．彗星中的电流体系 81

3.5.3．金星磁层中的电流体系 81

3.6．磁层电路 83

3.6.1．零级近似：单粒子问题 84

3.6.2．一级近似：等离子体通量很小的情形 84

3.6.3．三种一级近似电路 87

3.6.4．一级近似电流产生的现象 89

3.6.7．锋面电路（激波阵面电路） 90

3.6.6．磁场变化 90

3.6.5．二级近似，实际等离子体流动 90

3.6.8．磁层顶电路 91

3.6.9．太阳风-极光电路 92

3.6.10．磁尾电路 92

3.6.11．三级近似以及与观测的比较 93

3.6.12．三环模型 93

3.7．其它磁层 97

3.8．日珥电路和太阳耀斑 97

3.9．太阳风的加速 98

3.10．从日核到极光的能量传递 100

4.1．经典理论及其困难 103

第四章　宇宙等离子体理论 103

4.1.1．反向偏转 104

4.2．电离 105

4.2.1．光、粒子辐射和电流产生的电离 105

4.2.2．等离子体与中性气体之间的过渡 108

4.3．宇宙丰度和分化 110

4.3.1．宇宙丰度 110

4.3.2．对化学分化的观测 110

4.3.3．由于电离势不同而产生的分离 111

4.3.4．由质量差别产生的分离 112

4.3.5．由于蒸发压力不同而产生的分离 112

4.4．湍流 112

4.5.1．宇宙磁场的产生 115

4.5．磁通放大 115

4.5.2．自激发电机 116

4.5.3．自激发电机理论 117

4.5.4．磁通放大机理 117

4.5.5．扭曲不稳定性产生的宇宙磁场 118

4.6．临界速度 121

4.6.1．早期太阳系中临界速度的预测 121

4.6.2．实验发现 121

4.6.3．理论 122

4.6.4．临界速度和空间研究 123

4.7.1．作为等离子体一部分的固体粒子 124

4.7.2．电磁制约和引力制约的固体粒子的运动 124

4.7．尘埃等离子体 124

4.8．恒星际云的形成和演化 125

4.8.1．三种特殊情形 127

4.8.2．无作用力磁场和细束的产生 128

4.8.3．磁场是促成还是阻碍收缩？ 129

4.8.4．恒星际暗云的箍缩 130

4.9．双物质等离子体 131

4.9.1．双物质等离子体的性质 131

4.9.2．湮没反应 132

4.9.3．双物质等离子体发出的辐射 135

4.9.4．关于双物质等离子体的主要问题 137

4.9.5．物质与反物质的分离 138

4.9.6．关于物质和反物质的共存问题 140

4.10．高能现象 141

4.10.1　能源和加速过程 142

4.10.1.1．变化着的磁场 142

4.10.1.2．电偶层中的加速 142

4.10.1.3．湮没 143

4.10.1.4．引力 144

4.10.2．磁泵 145

4.10.3．宇宙线加速的区域 147

4.10.3.1．日球宇宙辐射和星系宇宙　辐射 147

4.10.3.2．星系宇宙线的起源 149

5.2．资料的来源 150

5.1．我们怎样来再现远古时代 150

第五章　太阳系的起源 150

5.3．磁层结果的冲击 151

5.3.1．主动等离子体区域和被动等离子体区域 152

5.3.2．外部驱动的电流 152

5.4．促成宇宙云形成和收缩的电磁效应 154

5.5．原始宇宙云中的化学分离 155

5.6．内部产生的电流 157

5.7．谱带结构和临界速度 157

5.8．形成过程中的太阳系 162

5.8.1．恒星际云 162

5.8.2．原恒星的形成 163

5.8.3．行星-卫星的形成 164

5.8.4．形成中的太阳系的观测 166

5.9．伴生学和“伴生原理 167

第六章　宇宙论 169

6.1．宇宙论的状况 169

6.1.1．历史概观 169

6.1.2．大爆炸假说 172

6.1.3．均匀模型和不均匀模型 173

6.1.3.1．空间的细胞状结构 174

6.1.3.2．宇宙中的质量分布 174

6.1.4．哈勃膨胀 177

6.1.4.1．哈勃参数 177

6.1.3.3．总星系的质量和施瓦茨席尔德极限 177

6.1.4.2．总星系演化的欧几里德模型 179

6.2．物质与反物质的共存 182

6.2.1．物质-反物质对称性 182

6.2.2．物质和反物质细胞 183

6.2.3．细胞尺度：是星系尺度还是小一些？ 184

6.2.4．对称星系的结构 185

6.2.4.1．太阳系 185

6.2.4.2．彗星库 187

6.2.5．对反物质存在性的异议 188

6.3．湮没作为一种能源 189

6.3.1．反物质存在性的论证 189

6.3.4．莱顿夫罗斯特层和细胞壁上的湮没 191

6.3.2．两类物质电磁辐射的相似性 191

6.3.3．湮没过程产生的辐射 191

6.3.5．宇宙云中的湮没 192

6.3.6．降落到相反种类物质的恒星上的物体 193

6.3.7．双物质星的模型 195

6.3.7.1．双物质星模型Ⅰ 196

6.3.7.2．恒星的碰撞 197

6.3.7.3．双物质星模型Ⅱ 198

6.3.7.4．双物质星的可观测的性质 199

6.3.7.5．蓝移 199

6.3.7.6．类星体情况概述 200

6.3.7.7．连续的X射线背景辐射 202

6.4.1．若干类星体的非宇宙论红移 203

6.4．欧几里德空间中的哈勃膨胀 203

6.4.2．对类星体红移的非宇宙论解释的后果 204

6.5．总星系演化的一个模型 205

6.5.1．原总星系 206

6.5.2．哈勃膨胀的动能 207

6.5.3．原总星系的形成 208

6.5.4．其它的宇宙论问题 209

6.6．其它总星系 210

6.7．讨论 211

6.8．结束语 212

参考文献 214