天体物理中的辐射机制 第2版PDF电子书下载

常用物理及天文常数表 1

目录 1

第一章 经典辐射理论的简短回顾 3

§1.1 李纳-维谢尔势 4

§1.2 单个粒子的辐射场 7

§1.3 单个粒子的辐射功率、辐射角分布及谱分布 10

1.3.1 角分布 10

1.3.2 辐射总功率 16

1.3.3 谱分布 21

§1.4 偏振光的描述：斯托克斯参量 28

1.4.1 椭圆偏振波 28

1.4.2 任意偏振波的斯托克斯参量 33

1.4.3 偏振度 35

1.4.4 坐标转动下斯托克斯参量的变换 37

1.5.1 磁等离子体中电磁波的传播特性 39

§1.5 法拉第磁光效应 39

1.5.2 法拉第磁光效应 41

第二章 半经典的量子辐射理论概要 45

§2.1 黑体辐射，爱因斯坦辐射系数 45

§2.2 亮温度TB与天线温度TA 49

2.2.1 亮温度TB 49

2.2.2 天线温度TA 50

§2.3 含时微扰论，跃迁概率 52

§2.4 辐射场和原子体系相互作用微扰算符 55

§2.5 吸收和发射概率（偶极近似） 57

§2.6 振子强度 65

§2.7 对近似条件适用性的讨论 67

第三章 辐射转移 73

§3.1 一些基本概念 74

3.1.1 辐射强度和辐射通量 74

3.1.2 辐射场的能量密度 75

3.1.3 发射系数和吸收系数 77

3.1.4 光学厚度（光深） 78

§3.2 辐射转移方程 79

§3.3 产生发射线和吸收线的条件 84

§3.4 线辐射的吸收系数及发射线强度 86

§3.5 处理谱线辐射转移的近似方法——逃逸概率法（Sobolev近似） 90

§3.6 （弹性）散射对辐射转移的影响，随机游动近似 96

§3.7 非弹性散射造成的辐射转移——康普顿化——半定量讨论 102

§3.8 康普顿化的理论处理——Kompaneets扩散方程和推 107

广的Kompaneets方程 107

§3.9 推广的辐射转移方程——考虑介质折射率的影响 125

§3.10 斯托克斯参量的辐射转移方程举例（逆塞曼效应） 129

§3.11 分子脉泽源中的辐射转移方程 141

第四章 回旋辐射，同步辐射及曲率辐射 147

4.1.1 电子运动方程，拉摩频率 154

§4.1 回旋加速辐射 154

4.1.2 回旋辐射的总功率 156

4.1.3 回旋辐射的谱 157

4.1.4 回旋辐射的角分布 164

4.1.5 回旋辐射的偏振特性 164

4.1.6 回旋辐射的谱线宽度及轮廓 165

4.1.7 经典理论的适用范围 170

4.1.8 回旋辐射的量子理论，跃迁概率，回旋共振吸收，回旋共振吸收（或共振散射）截面 171

§4.2 同步加速辐射 181

4.2.1 相对论电子在磁场中的运动方程 181

4.2.2 同步辐射的总功率，辐射寿命的估计 182

4.2.3 同步辐射的角分布 184

4.2.4 同步辐射的谱分布（圆轨道情形） 184

4.2.5 沿螺旋轨道运动电子的同步辐射 188

4.2.6 同步辐射的偏振特性 191

4.2.7 电子系集体的同步辐射 194

4.2.8 对宇宙射电源的辐射谱的进一步讨论 197

4.2.9 同步辐射的自吸收 205

§4.3 曲率辐射 209

4.3.1 曲率辐射及其基本公式 209

4.3.2 相干的曲率辐射 212

第五章 逆康普顿散射（康普顿辐射） 219

§5.1 经典汤姆孙散射，散射截面 220

§5.2 康普顿散射，克莱因-仁科公式 223

§5.3 辐射压，爱丁顿极限 225

§5.4 逆康普顿散射 228

5.4.1 作为辐射过程的逆康普顿散射 228

5.4.2 逆康普顿散射的辐射功率 231

5.4.3 逆康普顿散射的辐射谱 238

5.4.4 电子系集体的康普顿辐射 239

§5.5 强磁场中相对论电子的磁逆康普顿散射 242

§5.6 电子对的湮灭和产生 249

§5.7 双光子湮灭产生电子对过程 253

§5.8 高能光子在强磁场中被吸收转化为正负电子对 260

第六章 轫致辐射 264

§6.1 电子运动方程 266

§6.2 轫致辐射的谱分布 271

6.2.1 轫致辐射谱的经典公式及其适用范围 271

6.2.2 微分辐射截面和冈特因子gff（u,v） 285

6.2.3 轫致辐射谱——量子力学公式 287

§6.3 轫致辐射的总功率 297

§6.4 电子系集体的轫致辐射，谱发射系数和发射系数 298

§6.5 自由-自由吸收 303

§6.6 对轫致辐射的一些补充讨论 304

6.6.1 电子-原子碰撞产生的轫致辐射 304

6.6.3 相对论电子的轫致辐射 305

6.6.2 电子-电子的四极矩辐射 305

第七章 复合辐射，复合线 307

§7.1 氢（及类氢）离子的复合截面 308

§7.2 氢（及类氢）离子的复合速率系数 310

§7.3 复合辐射连续谱 314

§7.4 复合线，巴尔末减缩 317

§7.5 射电复合谱线 324

§7.6 两电子式的复合（Dielectronic Recombination） 329

§7.7 束缚-自由吸收（光电吸收） 330

第八章 碰撞激发（退激发辐射） 334

§8.1 选择定则（关于偶极辐射） 336

8.1.1 氢原子光谱的选择定则 336

8.1.2 复杂原子的选择定则 337

§8.2 振子强度求和定则 氢原子跃迁概率 338

§8.3 选择定则（关于电四极矩和磁偶极矩辐射） 343

§8.4 禁线 346

§8.5 谱线发射系数 348

§8.6 电子碰撞激发截面，碰撞强度 349

§8.7 由禁线强度估计电子温度和密度 355

第九章 切仑柯夫辐射 363

§9.1 一般性讨论 363

§9.2 切仑柯夫辐射的谱分布、角分布、总功率及偏振 367

§9.3 等离子体的折射率 370

9.3.1 未充分电离等离子体 371

9.3.2 完全电离的等离子体（无场情况） 376

9.3.3 稳态外磁场中的完全电离等离子体 384

9.3.4 中等电离程度的等离子体 388

§9.4 天体物理中的切仑柯夫辐射 389

9.4.1 夜空的可见光脉冲——大气中的切仑柯夫效应 389

9.4.2 来自太阳黑子的射电发射 390

§9.5 切仑柯夫谱线发射 391