Курс общей астрофизики. Постнов К.А., Засов А.В.

М.: 2005. - 192 с.

Книга основана на первой части курса лекций по общей астрофизики, который на протяжении многих лет читается авторами для студентов физического факультета МГУ. В первой части курса рассматриваются основы взаимодействия излучения с веществом, современные методы астрономических наблюдений, физические процессы в межзвездной среде, формирование звезд и стационарные звезды. Книга может служить современным учебным пособием по общей астрофизике для студентов физических и астрономических специальностей университетов.

Формат: pdf

Размер: 3,5 Мб

Смотреть, скачать: drive.google

Оглавление
Глава 1. Введение 7
1.1. Пространственно-временные масштабы в астрофизике 10
1.1.1. Расстояния 10
1.1.2. Характерные времена 15
1.1.3. Характерные значения масс 15
1.1.4. Солнечные единицы 17
Глава 2. Излучение и поглощение электромагнитных волн в среде 18
2.1. Основные понятия 19
2.1.1. "Температурная" шкала электромагнитных волн 19
2.1.2. Интенсивность излучения (поверхностная яркость) 20
2.1.3. Поток излучения. Связь с интенсивностью . . 21
2.1.4. Плотность энергии излучения 23
2.1.5. Понятие спектра 23
2.2. Излучение абсолютно черного тела 24
2.2.1. Тепловое излучение 24
2.2.2. Понятие термодинамического равновесия и локального термодинамического равновесия . 24
2.2.3. Спектр абсолютно черного тела 25
2.3. Перенос излучения в среде и формирование спектра . 29
2.3.1. Коэффициент излучения 29
2.3.2. Коэффициент поглощения и оптическая толща 30
2.3.3. Уравнение переноса при наличии поглощения и излучения 32
2.3.4. Решение уравнения переноса для простейших случаев 34
2.3.5. Образование спектральных линий в условиях ЛТР 35
2.3.6. Температура астрофизических источников, определяемая по их излучению 39
2.4. Астрофизические примеры спектров 41
2.5. Задачи к главе 2 44
Глава 3. Особенности и физические ограничения астрономических наблюдений 46
3.1. Основные задачи наблюдательной астрономии 46
3.1.1. Пропускание света земной атмосферой 47
3.1.2. Пропускание света межзвездной средой 48
3.1.3. "Точечные" и "протяженные" источники 52
3.2. Телескопы и приемники излучения 54
3.2.1. Оптические телескопы 54
3.2.2. Приемники 56
3.2.3. Радиотелескопы 58
3.2.4. Рентгеновские телескопы и детекторы 62
3.3. Физические ограничения на точность астрономических измерений 64
3.3.1. Когерентность света 64
3.3.2. Спектро-интерферометрия 67
3.3.3. Активная и адаптивная оптика 70
3.3.4. Статистика фотонов. Дробовой и волновой шум 72
3.4. О точности измерений световых потоков 73
3.4.1. Спектральные наблюдения 76
Глава 4. Межзвездная среда 80
4.1. Физические особенности разреженной космической плазмы 85
4.1.1. Запрещенные линии 85
4.1.2. Излучение нейтрального водорода в линии 21 см 88
4.1.3. Вмороженность магнитного поля 89
4.2. Объемный нагрев и охлаждение МЗС 92
4.2.1. Основные механизмы нагрева газа 92
4.2.2. Основные механизмы охлаждения 94
4.3. Облака HI и тепловая неустойчивость МЗС 101
4.4. Ионизованный водород и зоны НИ 102
4.5. Молекулярные облака, области звездообразования и космические мазеры 105
4.6. Космические лучи и синхротронное излучение .... 108
4.6.1. Проблема происхождения и ускорения сверхвысоких энергий 114
4.7. Другие методы диагностики космической плазмы . . 116
4.8. Задачи 119
Глава 5. Звезды 121
5.1. Общие характеристики 121
5.2. Образование звезд 125
5.2.1. Гравитационная неустойчивость 125
5.2.2. Влияние вращения на сжатие 127
5.2.3. Влияние магнитного поля на сжатие 128
5.3. Протозвезды 129
5.4. Стационарные звезды 133
5.4.1. Гидростатическое равновесие 133
5.4.2. Теорема вириала для звезды 134
5.4.3. Тепловая устойчивость звезд. Отрицательная теплоемкость 136
5.5. Ядерные реакции в звездах 137
5.6. Особенности ядерных реакций в звездах 139
5.6.1. рр-цикл(Г. Бете, 1939) 141
5.6.2. CNO-цикл 146
5.6.3. Замечания о характере движения квантов в недрах Солнца и звезд 147
5.6.4. Уравнения внутреннего строения звезд и Солнца 150
5.7. Соотношения M-L и M-R для звезд главной последовательности 153
5.8. Атмосферы Солнца и звезд 155
5.8.1. Спектральная классификация звезд 157
5.8.2. Непрерывный спектр 158
5.8.3. Образование спектральных линий 159
5.8.4. Эмиссионные линии в спектрах звезд 162
5.8.5. Происхождение химических элементов до элементов железного пика 163
Приложение А. Гравитация 165
А.1. Гравитационная энергия 165
А.2. Время свободного падения 167
А.З. Теорема вириала 168
Приложение В. Атомная физика 172
Приложение С. Взаимодействие излучения и вещества 174
С.1. Элементарные процессы, ответственные за излучение и поглощение света 174
С. 1.1. Свободно-свободные переходы (электрон в поле протона) 174
С.1.2. Свободно-связанные переходы 174
С. 1.3. Переходы между энергетическими уровнями . 175
С.1.4. Ионизация 175
С.1.5. Рекомбинация 175
С.2. Признаки полного термодинамического равновесия . 176
Приложение D. Влияние рассеяния на перенос излучения 178
D.I. Случай чистого рассеяния 179
D.2. Связь числа рассеяний с оптической толщой 179
D.3. Случай рассеяния и поглощения 181
Приложение Е. Безразмерные числа и константы 184
Е.1. Физические константы 184
Е.2. Астрофизические числа 185
Приложение F. Звездные величины 187

Астрофизика - наука, занимающаяся исследованием далеких космических объектов и явлений физическими методами. Астрофизика нацелена на создание физической картины окружающего мира, объясняющей наблюдаемые явления, на изучение происхождения и эволюции как отдельных классов астрономических объектов, так и Вселенной как единого целого в рамках известных физических законов.
Поскольку прямые контакты научных приборов с изучаемыми объектами практически исключены, основу астрофизики, как и астрономии в целом, составляют наблюдения, то есть прием (детектирование) и анализ принимаемого излучения далеких источников. Непосредственные результаты наблюдений, как правило, сводятся к относительным или абсолютным измерениям энергии, приходящей от источника или его отдельных частей, в определенных интервалах спектра. Интерпретация результатов наблюдений базируется на знании механизмов излучения электромагнитных волн и их взаимодействия с веществом.