高校物理系天体物理导论的教学第一期

天体物理学教材《An Introduction to Modern Astrophysics》评介研究

《An Introduction to Modern Astrophysics》 (second edition)教材评价 暴鹏程(南开大学物理科学学院) 1、本书的出版情况和作者简介 《An Introduction to Modern Astrophysics（second edition）》（《现代天体物理概论》(第二版)）是美国麻省理工学院物理系课程编号为8.901的课程”Astrophysics I” (天体物理I)所选用的教材。本书于2006年由Addison-Wesley出版社出版，全书共1278页(含附录共1400页)，作者是韦伯州立大学的Bradley W.Carroll和Dale A.Ostlie. Bradley W.Carroll是美国韦伯州立大学的物理系教授，他从加州大学欧文分校取得数学学士学位，之后在博尔德科罗拉多大学取得物理学硕士学位和天体物理博士学位。 Bradley对天文学抱有终身的兴趣并且对头顶的星空怀有一种天真的好奇，这导致最终投身天文学领域。在Carl Hansen 和 John Cox的指导下，他的博士课题是脉冲星的自转效应。之后，他去罗切斯特大学和Hugh Van Horn一起进行博士后研究，主要是研究中子星及其堆积盘的振荡。在这两所大学的熏陶下，Brad 掌握了构造复杂天体物理系统的简化模型的精髓。四年后，结束博士后研究的Bradley幸运地得到韦伯斯特州立大学的教职，并且更幸运的是，在那里碰到了Dale Ostlie，两人在恒星脉冲领域都有专长并且见解相近。Bradley十分喜欢和学生共同探索物理世界，这给他写这本书时提供了很大的帮助。 Dale A.Ostlie是美国韦伯州立大学理学院的院长，他于1977年在圣奥拉夫学院取得物理和数学的学士学位，然后于1982年在爱荷华州立大学取得物理/天体物理的博士学位。之后先后在爱荷华州立大学物理系，约翰霍普金斯大学的空间望远科学技术研究所，贝茨学院物理系，洛斯阿拉莫斯国家图书馆理论物理组进行教学科研工作。从1984年起，在韦伯州立大学物理系进行教学科研工作至今。 在本书的另一个作者Bradley W.Carroll来到韦伯州立大学后，由于在许多领域尤其是恒星脉冲领域的共识和对教学的热爱，两人合著了本书。 2、本书的创作背景和主要内容 天体物理作为天文学的二级学科，也是天文学和物理学的交叉学科。天体物理是研究天体和其他宇宙物质的性质、结构和演化的天文学分支。天体物理学从研究方法来说，可分为实测天体物理学和理论天体物理学。前者研究天体物理学中基本观测技术、各种仪器设备的原理和结构，以及观测资料的分析处理，从而为理论研究提供资料或者检验理论模型。后者则是对观测资料进行理论分析，建立理论模型，以解释各种天象。同时，还可预言尚未观测到的天体和天象。用物理学的技术和方法分析来自天体的电磁辐射，可得到天体的各种物理参数。根据这些参数运用物理理论来阐明发生在天体上的物理过程，及其演变是实测天体物理学和理论天体物理学的任务。 本书是天体物理学的一本经典的教科书，两位作者都是多年从事教学和研究一线工作。本书深入浅出，条理清晰地介绍阐明天体物理的相关基础知识和应用情况，是一本不可多得的天体物理入门级教材。

881-天体物理学

881-《天体物理学》考试大纲 一、试卷满分及考试时间 试卷满分为150分，考试时间为180分钟。 二、试卷的内容结构及分值分布 填空题 10% 选择题 10% 名词解释 20% 简答题 30% 证明、计算题 30% 三、考察的知识及范围 (一)宇宙概观 了解天体物理学的研究对象，不同层次的天体系统的基本性质，包括太阳系、恒星世界、星系和星系团等； 了解接受宇宙信息的主要渠道，了解电磁辐射的地面、空间观测手段和方法。 (二)基本天体物理量及其测量 1. 掌握恒星视星等和绝对星等之间的关系、星等和光度之间的关系； 2. 了解恒星的黑体辐射谱，掌握维恩位移定律、斯特藩-玻尔兹曼定律在估计恒星相关参量中的应用。 3. 掌握恒星的光谱分类标准、不同光谱型谱线特征及成因； 4. 掌握恒星在赫罗图上的分布、利用赫罗图估计恒星的基本性质； 5.掌握变星的分类及基本特征；造父变星的周光关系及应用；

超新星的分类及特征； 6. 掌握不同天体距离测定方法，包括三角时差法、标准烛光法及哈勃定律； 7. 掌握双星系统恒星质量测定方法、恒星光度对质量的依赖关系、球状星团或椭圆星系的位力定理； 8. 了解恒星的年龄的估计方法。 (三)恒星的形成与演化 1.了解恒星形成时的金斯判据、恒星形成主序星前阶段所发生 的物理过程； 2.了解恒星在主序阶段所发生的物理过程； 3.了解求解恒星结构的基本方程，了解简并和非简并状态下的 物态方程； 4.掌握恒星能量的位力定理； 5.掌握小质量、中等质量和大质量恒星离开主序后的演化过 程，以及在赫罗图中的位置及对应的物理过程； 6.了解超新星分类及特征、中微子基本性质、太阳中微子之谜 及可能解释；超新星遗迹的高能辐射； 7.了解密近双星的演化的洛希等势面、密近双星演化中的物质 交流、白矮星和中子星系统中的吸积过程； 8.了解引力波辐射及探测原理。 (四)致密星 1.了解白矮星的基本性质，掌握白矮星质量的钱德拉塞卡极限； 2.了解中子星的结构，掌握中子星自转角速度与磁场的估计方

天体物理概论_向守平_第一章绪论探索宇宙12天体物理学简史资料

§1.2 天体物理学简史 真正意义上的天体物理学开始于十九世纪。由于分光学、光度学和照相术广泛应用于天体的观测研究，对天体的结构、化学成分、物理状态的研究形成了完整的科学体系。 天体物理学发展史上的一些主要事件是：（注：科学家在天体物理学领域的重大进展已经获得了十几次诺贝尔物理奖）

1864年英国天文爱好者哈根斯和意大利教士塞西分别用摄谱仪证认出一些恒星的元素谱线，哈根斯并根据多普勒效应测定了一些恒星的视向速度；1869年英国天文学家洛基尔在太阳光谱中首次发现氦线，之后到1895年才由英国化学家雷姆塞在地球上发现了氦； 1885年哈佛大学天文台开始用物端棱镜方法，对恒星光谱的分类作大规模的研究，此后到1924年，共完成225，000多颗星的光谱分类，这 是近代天文史上的巨作，为以后的研究提供了丰富的资料；

1915年爱因斯坦发表广义相对论，并求出水星近日点进动的精确值； 同年，美国天文学家亚当斯发现测定恒星距离的分光视差法，使得恒 星距离测量的范围由几百光年（三角视差法的上限）达到几千光年；1917年爱因斯坦发表《根据广义相对论对宇宙学所作的考查》一文，为现代宇宙学的奠基之作； 1919年英国天文学家爱丁顿领导的日食观测队发现太阳引力使光线偏转的现象，成为爱因斯坦广义相对论的天文学验证之一；

1920年代印度天文学家萨哈发表恒星大气电离理论，同时德国天文学家埃姆登和史瓦西、英国天文学家爱丁顿等建立了系统的恒星内部结构 1929年美国天文学家哈勃发现星系的红移-距离关系，为现代大爆炸宇宙学奠定了观测基础； 1930年 1932年前苏联物理学家朗道预言存在完全由中子构成的恒星——中子星； 1934年德国天文学家巴德与瑞士天文学家兹威基提出，中子星是超新星爆发的产物； 1937～1939年德国物理学家魏茨泽克和美国物理学家贝特提出质子-质子反应和碳氮循环两种核反应，创立了恒星核能源理论； 1939年美国物理学家奥本海默和沃尔科夫建立了中子星的理论模型，预言中子星的直径只有几千米，密度可达每立方厘米几亿 吨； 1944年荷兰天文学家范德胡斯特从理论上提出存在星际中性氢21厘米射电谱线，后在50年代初被观测证实； 1948年美国物理学家伽莫夫预言，宇宙创生于一次热大爆炸，并预言可以观测到温度大约为10K的大爆炸背景辐射遗迹； 1951～1954年美国、荷兰和澳大利亚的天文学家先用光学的方法，继而用射电方法发现并描绘出银河系的旋涡结构； 1959年美国用高空气球进行γ辐射观测，发现宇宙γ射线源，之后又发现太

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X/UV天体物理①英语②高能天体物理③天体物理辐射机制 等离子体物理 ①英语②等离子体物理③天体物理辐 射机制 分子云与恒星形成研究①英语②射电天文③星际物质物理

学或空间物理学 日地关系和空间天气 行星化学①英语②地球化学③岩石学基础 070402（天体测轨道动力学、空间碎片探测方法 ①英语②轨道力学③天体测量精密轨道确定、空间环境 卫星精密定轨及应用①英语②轨道力学③天体测量太阳系小天体或系外行星研究①英语②高等数学③天体力学行星科学；遥感①英语②行星遥感③行星地质学