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第一章实测恒星物理的基础知识1

§1.1亮度，光度与有效温度1

1.1.1 恒星的亮度与视星等1

1.1.2 绝对亮度与绝对星等2

1.1.3 恒星的光度3

1.1.4 恒星表面的辐射流与有效温度4

§1.2半径，质量，重力加速度和化学组成5

1.2.1 恒星的半径和质量5

1.2.2 恒星的平均密度，重力加速度和化学组成5

§1.3光谱型与色指数7

1.3.1 根据谱线特性确定光谱型8

1.3.2 根据谱线系列的边界跳变值确定光谱型10

1.3.3 根据色指数确定光谱型11

§1.4 各类恒星的一些主要物理参量13

§1.5恒星主要物理量间的关系15

1.5.1 赫罗图15

1.5.2 质光关系，质量半径关系16

第二章辐射理论20

§2.1辐射场性质的宏观描述20

2.1.1 辐射强度20

2.1.2 辐射通量22

2.1.3 辐射场的能量密度25

2.1.4 辐射压26

2.1.5 半无穷平行平面层中的辐射场27

§2.2吸收系数，发射系数与散射系数29

2.2.1 辐射与恒星物质相互作用的微观过程30

2.2.2 吸收系数与光学深度31

2.2.3 发射系数，源函数34

2.2.4 散射系数的一般讨论35

§2.3 黑体及其辐射37

§2.4辐射转移方程40

2.4.1 平面直角坐标系中的辐射转移方程40

2.4.2 平面极坐标系中的辐射转移方程41

2.4.3 平面柱坐标系中的辐射转移方程42

2.4.4 辐射转移方程的通解44

2.4.5 平均辐射强度Jv（τv），辐射通量Fv（τv）以及K积分的表达式46

2.4.6 在τ》1时，辐射转移方程的渐近式49

第三章对流52

§3.1产生对流非稳定性的条件52

3.1.1 史瓦西判据52

3.1.2 勒都判据56

§3.2 温度梯度，罗斯兰平均不透明度57

§3.3混合程理论61

3.3.1 基本方程组62

3.3.2 基本方程组的解67

§3.4 对流超射69

§3.5 半对流72

第四章物态方程75

§4.1热动平衡状态下的统计规律76

4.1.1 麦克斯韦速度公式76

4.1.2 玻耳兹慢公式76

9.1.3 萨哈公式78

§4.2 萨哈公式的适用范围79

§4.3恒星内部的物态方程81

4.3.1 完全电离理想气体的物态方程81

4.3.2 部分电离理想气体的物态方程87

4.3.3 电子简并情况下的物态方程92

4.3.4 考虑湍流压的物态方程103

4.3.5 非理想气体的物态方程111

§4.4恒星大气的物态方程118

4.4.1 LTE物态方程119

4.4.2 Non-LTE物态方程121

第五章不透明度127

§5.1 束缚-束缚跃迁过程的κij和aij128

§5.2 束缚-自由跃迁过程的κik与aik135

§5.3 自由-自由跃迁过程的κkk与akk139

§5.4 散射过程的σe与ae140

§5.5 几种原子的原子吸收截面和吸收系数142

§5.6几种主要吸收过程的不透明度近似公式148

5.6.1 束缚-自由过程148

5.6.2 自由-自由跃迁过程149

5.6.3 电子散射过程150

第六章热核反应151

§6.1 原子聚合反应与能量产生151

§6.2 热核反应153

§6.3 反应速率154

§6.4 核反应释放的能量Q157

§6.5 化学组成的变化与核产能率162

§6.6 关于〈συ164

§6.7 电子屏蔽169

§6.8 产能率ε与温度T的关系176

§6.9 氢燃烧178

§6.10 氦燃烧189

§6.11 碳燃烧194

§6.12 氖燃烧200

§6.13 氧燃烧205

§6.14 硅燃烧207

§6.15中微子能量损失209

6.15.1 电子对湮灭中微子过程210

6.15.2 光子中微子过程211

6.15.3 等离子体中微子过程211

6.15.4 轫致辐射中微子过程213

第七章恒星结构与演化模型214

§7.1 恒星结构与演化模型计算的任务和基本假设214

§7.2基本方程组215

7.2.1 质量分布方程215

7.2.2 流体静力学平衡方程215

7.2.3 能量平衡方程216

7.2.4 能量传递方程218

7.2.5 化学组成变化方程219

§7.3 物质函数与边界条件220

§7.4恒星结构模型的数值积分方法224

7.4.1 积分网点的选取与差分方程的建立224

7.4.2 拟合点及拟合点处的边界条件226

7.4.3 内部积分228

7.4.4 表面积分232

7.4.5 表面量与拟合点量间的关系，拟合程度的判别235

§7.5 解的唯一性问题237

§7.6位力定理238

7.6.1 表面压强为零的情况238

7.6.2 表面压强不为零的情况239

§7.7时标240

7.7.1 动力学时标241

7.7.2 热时标(开尔文-亥姆霍茨时标)243

7.7.3 核时标244

§7.8一种最简单的恒星结构模型—多方模型244

7.8.1 Emden微分方程246

7.8.2 解的特性249

7.8.3 由Emden微分方程的解确定恒星的结构251

第八章恒星的早期演化254

§8.1恒星的形成254

8.1.1 星际云的引力非稳定性254

8.1.2 星际云中一气体球的引力非稳定性260

8.1.3 碎裂过程263

8.1.4 原恒星形成的模型计算265

§8.2主序前的演化270

8.2.1 赫罗图中的Hayashi线270

8.2.2 由Hayashi线到主序的演化279

8.2.3 主序前恒星内部物理量变化特性283

§8.3主序286

8.3.1 零龄主序286

8.3.2 主序星的特性287

8.3.3 主序带292

8.3.4 其它主序295

第九章从主序开始的演化进程299

§9.1中等质量星的演化300

9.1.1 主序阶段301

9.1.2 跨越赫罗图中的空隙区302

9.1.3 氦燃烧阶段303

9.1.4 氦燃烧以后的演化304

9.1.5 AGB阶段305

9.1.6 几种可能的演化结局306

§9.2小质量星的演化308

9.2.1 主序阶段309

9.2.2 向巨星分支过渡310

9.2.3 红巨星分支阶段311

9.2.4 氦闪耀到零龄水平分支312

9.2.5 AGB阶段315

9.2.6 演化结局316

§9.3演化过程中的一些物理问题316

9.3.1 Sch?nberg-Chandrasekhar极限316

9.3.2 等温核收缩的特性320

9.3.3 电子简并核收缩升温的临界质量323

9.3.4 热核反应的非稳定性326

9.3.5 AGB星、红巨星表面层的非稳定性与强大星风物质损失333

9.3.6 对流超射对恒星演化的影响337

§9.4大质量星的演化340

9.4.1 大质量星的赫罗图340

9.4.2 星风物质损失对大质量星演化的影响342

9.4.3 对流、金属丰度及物质混合等效应对大质量星演化的影响347

9.4.4 不同质量范围的大质量星的演化349

第十章恒星演化的最后阶段353

§10.1 不同质量恒星的最后阶段353

§10.2白矮星355

10.2.1 白矮星的结构理论—Chandrasekhar理论355

10.2.2 外壳的结构363

10.2.3 白矮星的冷却过程366

§10.3弱相互作用过程370

10.3.1 中微子能量损失370

10.3.2 光致蜕变过程371

10.3.3 电子捕获过程374

§10.4超新星376

10.4.1 超新星的分类376

10.4.2 Ⅱ型超新星378

10.4.3 Ⅰ型超新星384

§10.5 中子星391

第十一章相互作用双星系统的演化394

§11.1洛希模型394

11.1.1 洛希等势面394

11.1.2 洛希瓣的临界半径396

11.1.3 相互作用双星系统的分类400

§11.2双星系统的守恒演化401

11.2.1 物质交换401

11.2.2 角动量转换403

11.2.3 轨道周期变化404

11.2.4 几种不同情况的双星演化406

11.2.5 演化结局414

§11.3大质量双星系统的非守恒演化416

11.3.1 引言416

11.3.2 潮汐效应和自转效应对星风物质损失率的影响418

11.3.3 互相辐射效应对星风物质损失率的影响419

11.3.4 星风造成的角动量损失420

11.3.5 轨道周期的变化421

11.3.6 辐射对洛希瓣及物质交换的影响422

11.3.7 碰撞星风冲击波与X射线源425

11.3.8 双星系统不因超新星爆炸而破坏的条件429

11.3.9 形成有公共外壳系统的条件及外壳丢失后的周期430

11.3.10 双星中的吸积与X射线辐射433

11.3.11 演化成为WR＋O型双星系统437

11.3.12 演化成为小质量X射线双星系统441

11.3.13 演化成为大质量X射线双星系统441

11.3.14 大质量X射线双星的演化结局442

11.3.15 有碰撞星风冲激波存在的大质量双星的演化445

§11.4小质量双星系统的非守恒演化446

11.4.1 小质量双星系统446

11.4.2 小质量双星系统是非守恒的448

11.4.3 推动小质量双星系统非守恒演化的几种可能机制449

11.4.4 小质量双星系统的演化结局454

第十二章恒星振动456

§12.1 脉动变星与恒星振动理论456

§12.2辐射流体力学方程组457

12.2.1 引言457

12.2.2 连续性方程459

12.2.3 运动方程460

12.2.4 气体能量方程460

12.2.5 泊松方程462

12.2.6 气体热力学方程462

12.2.7 辐射动量方程466

12.2.8 辐射能量方程467

12.2.9 辐射热力学方程467

12.2.10 辐射流体力学方程组468

§12.3线性化振动方程组469

12.3.1 线性振动理论469

12.3.2 欧拉扰动与拉格朗日扰动470

12.3.3 线性振动方程组473

12.3.4 扰动变量与时间和角度的关系475

12.3.5 径向振动基本方程组479

12.3.6 无量纲化非径向振动方程组481

§12.4恒星振动的性质483

12.4.1 绝热近似484

12.4.2 恒星振动的恢复力485

12.4.3 非绝热效应的作用489

12.4.4 振动波的传播性质490

§12.5边界条件与数值方法497

12.5.1 边界条件497

12.5.2 数值方法505

§12.6恒星振动的激发机制508

12.6.1 振动非稳定性的判别条件508

12.6.2 恒星振动的几种激发机制514

§12.7 造父变星520

§12.8 盾牌座8变星525

§12.9 白矮变星529

第十三章恒星大气534

§13.1恒星大气模型535

13.1.1 基本假设，基本方程组及各种大气模型概述535

13.1.2 灰大气的温度分布542

13.1.3 LTE大气模型547

13.1.4 Non-LTE大气模型565

13.1.5 Non-LTE大气模型与LTE大气模型计算结果的比较597

§13.2谱线理论611

13.2.1 谱线轮廓与等值宽度612

13.2.2 线吸收轮廓615

13.2.3 Non-LTE多能级谱线计算630

§13.3运动大气中的辐射转移问题634

13.3.1 引言634

13.3.2 跟随运动参考系中的辐射转移方程635

13.3.3 跟随运动参考系中辐射转移间题的求解方法637

13.3.4 推广的Sobolev方法652

§13.4恒星大气理论的应用657

13.4.1 获得有效温度，表面重力加速度和元素丰度的方法657

13.4.2 恒星角直径，半径，光度，质量及自转速度的测定665

参考文献669