Курс теоретической астрофизики
Описание
Данный учебник представляет собой фундаментальный курс теоретической астрофизики. В нем детально рассматриваются основы строения небесных тел и физических процессов, происходящих в них. Книга последовательно изучает атмосферы звёзд, Солнца и планет, а также газовые туманности, нестационарные звёзды и межзвёздную среду. Особое внимание уделено теории внутреннего строения звёзд. Предназначен для студентов высших учебных заведений, специализирующихся в области астрономии.
В. В. СОБОЛЕВ
КУРС
ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ
АСТРОФИЗИКИ
ИЗДАНИЕ ТРЕТЬЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ
МОСКВА «НАУКА»
ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1985
22.632
С 54
УДК
523.03
Соболев В. В. Курс теоретической астрофизики,— 3-е изд., перераб.— М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1985.—504 с.
В книге изложены основы теоретической астрофизики, изучающей строение небесных тел и происходящие в них физические процессы. Последовательно рассмотрены атмосферы звёзд, Солнца и планет, а затем газовые туманности, нестационарные звёзды и межзвёздная среда. Значительное внимание уделено теории внутреннего строения звёзд.
Табл. 56. Ил. 46. Библиогр. 85 назв.
Рецензент
доктор физико-математических наук
С
1705040000—069
053 (02)—85
156—85
© Издательство «Наука». Главная редакция физико-математической литературы, 1975, с изменениями, 1985
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к третьему изданию
7
Предисловие ко второму изданию
7
Из предисловия к первому изданию
7
Глава
I.
Звёздные фотосферы
9
§ 1. Лучистое равновесие звёздной фотосферы
9
1. Поле излучения
9
2. Уравнение переноса излучения
12
3. Уравнение лучистого равновесия
14
4. Геометрическая модель фотосферы
16
§2. Теория фотосфер при коэффициенте поглощения, не зависящем от частоты
17
1. Основные уравнения
17
2. Приближённое решение уравнений
19
3. Применение квадратурных формул
22
4. Интегральное уравнение Милна
23
5. Распределение яркости по диску звезды
26
§3. Точное решение основных уравнений
27
1. Уравнение для резольвенты
27
2. Вспомогательные уравнения
29
3. Определение функции
Φ(τ)
30
4. Решение однородного уравнения
32
5. Интенсивность выходящего излучения
33
6. Применение к звёздным фотосферам
35
§ 4. Локальное термодинамическое равновесие
38
1. Поле излучения при термодинамическом равновесии
38
2. Предположение о локальном термодинамическом равновесии звёздной фотосферы
40
3. Излучение, выходящее из фотосферы
42
4. Зависимость температуры и плотности от глубины
45
5. Световое давление в фотосфере
47
§ 5. Зависимость коэффициента поглощения от частоты
50
1. Излучение и поглощение в непрерывном спектре
50
2. Поглощение атомами водорода
52
3. Поглощение отрицательными ионами водорода
54
4. Рассеяние света свободными электронами
56
5. Средний коэффициент поглощения
57
§ 6. Теория фотосфер при коэффициенте поглощения, зависящем от частоты
60
1. Приближённая теория
60
2. Случай поглощения атомами одного рода
63
3. Модели фотосфер
67
4. Горячие звёзды
68
5. Холодные звёзды
69
6. Белые карлики
71
7. Фотосферы при отсутствии ЛТП
72
§ 7. Специальные вопросы теории фотосфер
74
1. Протяжённые фотосферы
74
2. Покровный эффект
75
3. Эффект отражения в тесных парах
77
4. Поляризация излучения горячих звёзд
79
Глава
II.
Звёздные атмосферы
83
§ 8. Коэффициент поглощения в спектральной линии
83
1. Эйнштейновские коэффициенты переходов
83
2. Коэффициент поглощения, обусловленный затуханием излучения и тепловым движением атомов
87
3. Эффекты давления
91
4. Эффект Штарка
94
§ 9. Линии поглощения при локальном термодинамическом равновесии
98
1. Основные формулы
98
2. Определение профилей линий
101
3. Слабые линии и крылья сильных линий
103
4. Отклонения от термодинамического равновесия
105
§ 10. Линии поглощения при когерентном рассеянии
107
1. Модель Шварцшильда—Шустера
107
2. Модель Эддингтона
111
3. Флуоресценция в звёздных атмосферах
114
4. Точное решение задачи
117
§ 11. Линии поглощения при некогерентном рассеянии
120
1. Перераспределение излучения по частотам внутри линии
120
2. Уравнение переноса излучения и его решение
123
3. Центральные интенсивности линий поглощения
126
4. Изменение профилей линий на диске Солнца
129
5. Многоуровенный атом
130
§ 12. Химический состав звёздных атмосфер
131
1. Эквивалентные ширины линий
131
2. Кривая роста для модели Шварцшильда—Шустера
133
3. Кривая роста для модели Эддингтона
133
4. Построение кривых роста по наблюдательным данным
137
5. Содержание различных атомов в атмосферах
138
§ 13. Физические условия в атмосферах
141
1. Возбуждение и ионизация атомов
141
2. Концентрация свободных электронов
144
3. Турбулентность в атмосферах
146
4. Вращение звёзд
147
5. Магнитные поля звёзд
151
§ 14. Звёзды разных спектральных классов
153
1. Зависимость спектра от температуры
153
2. Влияние ускорения силы тяжести на спектр
156
3. Звёзды ранних спектральных классов
157
4. Звёзды поздних спектральных классов
160
5. Белые карлики
162
Глава
III.
Атмосфера Солнца
167
§ 15. Общие сведения
167
1. Фотосфера Солнца
167
2. Конвекция и грануляция
170
3. Солнечные пятна
172
4. Солнечная активность
174
§ 16. Хромосфера
176
1. Интенсивности линий
176
2. Самопоглощение в линиях
178
3. Распределение атомов по высоте
181
4. Возбуждение атомов в хромосфере
183
5. Ультрафиолетовый спектр Солнца
184
6. Линия
L
α
в спектре Солнца
186
Похожие книги
100 великих научных открытий
Эта книга представляет собой увлекательный обзор 100 ключевых научных открытий, которые изменили ход истории. От астрономических наблюдений до медицинских прорывов, от математических теорем до биологических процессов, эта книга освещает самые важные достижения человечества в области науки. Автор, Дмитрий Самин, и коллектив авторов, представляют доступное и увлекательное изложение сложных научных концепций, позволяя читателю глубже понять мир вокруг нас. Книга идеально подходит для всех, кто интересуется наукой и стремится расширить свои познания.
Юрий Гагарин
В этой книге рассказывается о жизни первого космонавта Юрия Гагарина, опираясь на обширный документальный материал, свидетельства друзей и соратников, а также личные воспоминания автора. Книга посвящена не только его полету в космос, но и всему пути, который привел его к этому историческому событию, включая его детство, юность и становление как личности. Автор подробно исследует влияние его семьи и окружения на формирование характера Гагарина, его увлечение авиацией и космосом, а также его отношения с другими людьми. Книга представляет собой глубокое и полное исследование жизни выдающегося советского космонавта.
Теория струн и скрытые измерения Вселенной
Теория струн предлагает революционное видение Вселенной, предполагая, что мы живем в десятимерном пространстве, где четыре измерения доступны нашему восприятию, а остальные шесть свернуты в сложные геометрические структуры, известные как многообразия Калаби-Яу. Эта книга, написанная одним из первооткрывателей этих пространств – математиком Шинтаном Яу, и Стив Надис, рассказывает увлекательную историю научного открытия, от зарождения идеи до ее развития в завершенную теорию. Вы совершите захватывающее путешествие в скрытые измерения, которые определяют устройство Вселенной в масштабах от микромира до космоса. Книга раскрывает красоту и мощь математики как инструмента познания Вселенной, показывая, как геометрия пронизывает саму природу нашего мира.
100 великих тайн космонавтики
Эта книга не просто рассказывает о современных достижениях космонавтики, но и раскрывает удивительную историю человеческих стремлений к познанию космоса. От древних мифов и представлений о небесных телах до первых попыток освоения космоса, вы найдете множество любопытных фактов и удивительных историй. Ученые, фантасты, и даже древние жрецы – все они внесли свой вклад в развитие космонавтики. Книга рассматривает ключевые моменты, предшествующие современным достижениям, и предлагает читателю захватывающий взгляд на историю освоения космоса. Автор подробно описывает идеи и открытия, которые привели к современным технологиям и научным достижениям в области космонавтики.