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目录1

第一章　绪论1

§1.1　太阳射电天文学概况1

1.1.1　发展历史1

1.1.2　内容简介4

1.1.3　结束语18

§1.2　太阳大气和太阳活动19

1.2.1　太阳大气20

1.2.2　太阳活动26

§1.3　太阳射电辐射理论简介35

1.3.1　概述36

1.3.2　辐射参数37

1.3.3　辐射的发射过程42

1.3.4　辐射的传播过程46

第二章　太阳（大气）等离子体特性51

§2.1　基本等离子体参数51

2.1.1　固有频率51

2.1.2　固有速度54

§2.2　电子密度和电子温度56

2.2.1 电子密度和温度的经验分布56

2.2.2　笔者给出的电子温度和密度模型57

§2.3　能量分布函数58

2.3.1　Maxwell分布58

2.3.2　幂律分布59

2.3.3　联合能谱59

§2.4　磁场61

2.4.1　磁场的经验分布61

2.4.2　无力场62

2.4.3　偶极场64

2.4.4　笔者推导的爆发源中的磁场公式65

§2.5　太阳等离子体中的波模72

2.5.1　各向同性热等离子体中的波模73

2.5.2　各向异性冷等离子体中的波模74

2.5.3　MHD波模76

2.5.4　共振波模78

第三章　被加速荷电粒子的辐射80

§3.1　被加速荷电粒子的辐射场80

3.1.1　电磁场Maxwell方程80

3.1.2　平面电磁波82

3.1.3　偏振和Stokes参数85

3.1.4　电磁势94

3.1.5　Lienard-Wiechart势和辐射场96

§3.2　被加速荷电粒子的辐射参数101

3.2.1　辐射频谱101

3.2.2　辐射功率106

3.2.3　等离子体对电磁波辐射的影响113

§3.3　经典理论的适用范围114

第四章　Coulomb轫致辐射116

§4.1　概述116

4.1.1　太阳射电辐射中的轫致辐射116

4.1.2　碰撞损耗或电离损耗117

§4.2　轫致辐射的经典讨论121

4.2.1　轫致辐射的经典计算121

4.2.2　经典轫致辐射的数量级估算136

4.3.1　非相对论性Born近似140

§4.3　轫致辐射的量子力学处理140

4.3.2　非相对论性偶极近似的精确结果143

§4.4　Maxwell等离子体的轫致辐射148

4.4.1　谱功率密度148

4.4.2　总功率密度153

§4.5　热轫致辐射f-f吸收156

4.5.1　热轫致辐射f-f吸收系数156

4.5.2　磁场效应159

§4.6　太阳射电轫致辐射的研究160

4.6.1　Sheridan和McLean给出的宁静太阳射电米波辐射的解释160

4.6.2　笔者引用的轫致辐射和f-f吸收166

第五章　磁回旋辐射170

§5.1　概述170

5.1.1　磁回旋辐射的三个范畴171

5.1.2　太阳射电辐射中的磁回旋辐射172

§5.2　电子的磁回旋辐射173

5.2.1　均匀静磁场中的电子运动方程173

5.2.2　电子的磁回旋辐射功率177

5.2.3　磁回旋辐射的发射率以及发射系数和吸收系数181

§5.3　非相对论性电子的回旋加速辐射186

5.3.1　辐射频谱186

5.3.2　辐射总功率以及角分布和偏振192

5.3.3　Maxwell等离子体的回旋共振辐射195

5.3.4　日冕中的回旋共振吸收198

§5.4　笔者给出的太阳（射电）活动区模型202

5.4.1　引言202

5.4.2　物理参数连续变化的活动区模型203

5.4.3　回旋共振层模型207

5.4.4 回旋共振辐射和轫致辐射的联合发射机制208

5.4.5　局部射电源模型211

5.4.6　结论和讨论214

§5.5　相对论性电子的同步加速辐射216

5.5.1　辐射频谱216

5.5.2　辐射总功率以及角分布和偏振228

5.5.3　发射功率与接收功率233

5.5.4　幂律电子分布的同步加速辐射236

5.5.5　同步加速自吸收243

§5.6 中等相对论性电子的回旋同步加速辐射248

5.6.1　从回旋加速辐射到同步加速辐射的过渡248

5.6.2　回旋同步加速辐射研究进展253

5.6.3　回旋同步加速辐射的发射率255

5.6.4　回旋同步加速辐射的发射系数和吸收系数256

§5.7　Razin-Tsytovich抑制264

5.7.1　对于非相对论性电子情况264

5.7.2　对于中等相对论性电子情况265

5.7.3　对于极端相对论性电子情况266

§5.8　太阳射电磁回旋辐射的研究267

5.8.1　Smerd和Dulk的米波Ⅳm型爆发分类267

5.8.2　Dulk建立的回旋同步加速Ⅳm型源模型269

5.8.3　Zhao以及Magun和Schanda给出的微波爆发的fp和tr的关系272

5.8.4　笔者对微波爆发辐射机制的研究280

第六章　不稳定性和相干发射294

§6.1　微观湍动和波-粒共振294

6.1.1　微观湍动294

6.1.2　波-粒共振295

6.2.1　不稳定性的分类296

§6.2　等离子体不稳定性的分类296

6.2.2　主要的不稳定性298

§6.3　不稳定性分析298

6.3.1　直观分析298

6.3.2　简正模分析299

6.3.3　能量原理300

§6.4　几个重要的等离子体不稳定性301

6.4.1　束流（川流）不稳定性301

6.4.2　速度各向异性不稳定性304

6.4.3　电阻不稳定性309

6.5.1　相干发射和非相干发射311

6.5.2　负吸收和射电波放大311

§6.5　相干发射以及负吸收和射电波放大311

第七章　等离子体辐射314

§7.1　概述314

7.1.1　发展简史314

7.1.2　等离子体辐射过程315

7.1.3　受迫散射318

7.1.4　等离子体辐射的其它形式318

§7.2　基频等离子体辐射319

7.2.1　Thomson散射类推和受迫散射319

7.2.2　转移方程322

7.2.3　离子声波或其它低频波效应324

7.2.4　直接基频等离子体辐射325

§7.3　二次谐波等离子体辐射327

7.3.1　Thomson散射类推328

7.3.3　运动学限制329

7.3.2　饱和329

§7.4　Langmuir湍动的产生332

7.4.1　Bohm和Gross不稳定性以及Buneman不稳定性333

7.4.2　准线性方程的半经典形式336

7.4.3　尾瘤不稳定性341

7.4.4　轴对称分布和各向同性空隙分布343

7.4.5　小结347

§7.5　非线性等离子体理论348

7.5.1　弱等离子体湍动理论348

7.5.2　强Langmuir湍动理论355

§7.6　等离子体辐射中的磁场效应358

7.6.1　磁场中波的特性358

7.6.2　完全偏振的基频辐射359

7.6.3　二次谐波辐射的偏振360

7.7.1 Ⅲ型爆发和日冕磁场362

§7.7　太阳射电Ⅲ型爆发的研究362

7.7.2　Melrose等人对Ⅲb型爆发的解释365

7.7.3　Zhao以及Mangeney和Pick的Ⅲ型爆发群分类369

第八章　波-波相互作用和电子回旋脉泽辐射377

§8.1　概述377

8.1.1　热门课题377

8.1.2　两大理论378

§8.2　等离子体波-波相互作用379

8.2.1　K-P-S的快慢等离子体波耦合机制379

8.2.2　V-S-P的高混杂波相干波-波耦合机制382

8.2.3　笔者对微波爆发UFFS的分析研究388

§8.3　电子回旋（加速）脉泽（不稳定性）辐射390

8.3.1　ECM的基本特性390

8.3.2　损失锥（分布）各向异性391

8.3.3　Melrose和Dulk对波-粒共振的研究393

8.3.4　Melrose和Dulk给出的ECM增长率398

8.3.5　Melrose等人对脉泽饱和的研究403

8.3.6　各波模各谐波上的脉泽辐射和逃逸405

8.3.7　偏振和带宽410

8.3.8　Zhao和Shi给出的微波爆发UFFS模型411

8.3.9　Zhao等对射电尖峰辐射中MHD振荡的研究417

第九章　等离子体中辐射的传播425

§9.1　基本理论425

9.1.1　等离子体参数和特性425

9.1.2　基本方程427

§9.2　辐射在各向同性均匀“冷”等离子体中的传播433

9.2.1　介电常数ε和电导率σ434

9.2.2　折射指数n和吸收指数μ438

9.2.3　实频率和复频率449

§9.3　辐射在各向异性均匀“冷”等离子体中的传播451

9.3.1　复介电常数张量？453

9.3.2　折射指数n和吸收指数μ457

9.3.3　横向偏振系数K和纵向偏振系数Г462

9.3.4　高频波的传播464

9.3.5　考虑离子作用的一般情况492

§9.4　辐射在各向同性均匀“热”等离子体中的传播503

9.4.1　等离子体振荡503

9.4.2　准流体力学和等离子体波色散关系506

9.4.3　电磁横波与等离子体纵波510

§9.5　辐射在各向异性均匀“热”等离子体中的传播515

9.5.1　色散关系515

9.5.2　具体方向上的传播519

9.5.3　磁化等离子体中的等离子体波522

§9.6　辐射在各向同性非均匀等离子体中的传播523

9.6.1　非均匀介质和几何光学近似523

9.6.2　平面分层等离子体介质模型525

9.6.3　球对称等离子体介质模型529

§9.7 辐射在各向异性非均匀等离子体中的传播533

9.7.1　波模的相互作用和彼此耦合533

9.7.2 日冕等离子体中的n？（r）曲线535

第十章　辐射转移方程544

§10.1 有关的基本概念和物理参数544

10.1.1　辐射强度545

10.1.2　辐射流量546

10.1.3　辐射密度548

10.1.4　发射系数和吸收系数550

10.1.5　源函数551

10.1.6　光学厚度553

§10.2　辐射转移方程554

10.2.1　辐射转移方程的推导554

10.2.2　辐射转移方程的几种形式556

§10.3　辐射转移方程的形式解557

10.3.1　几种形式解557

10.3.2　形式解的物理意义559

10.3.3　LTE情况562

§10.4　考虑折射指数的辐射转移方程及其解564

10.4.1　辐射转移方程564

10.4.2　辐射转移方程的形式解567

10.4.3　LTE情况567

参考文献570

索引589