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第一章　引言1

§1.1　恒星物理学的内容和方法1

1.1.1　恒星的结构和演化理论1

1.1.2　恒星振动理论1

1.1.3　恒星大气理论2

§1.2　由天文观测得到的一些重要规律2

1.2.1　赫罗图2

1.2.2　主序星的质光关系，质量半径关系5

1.2.3　恒星的光谱6

第二章　辐射理论13

§2.1　辐射场性质的宏观描述13

2.1.1　辐射强度13

2.1.2　辐射通量15

2.1.3　辐射场的能量密度17

2.1.4　辐射压18

2.1.5　半无穷平行平面层中的辐射场19

2.2.1　辐射与恒星物质相互作用的微观过程21

§2.2 吸收系数，发射系数与散射系数21

2.2.2　吸收系数与光学深度22

2.2.3　发射系数，源函数24

2.2.4　散射系数的一般讨论25

§2.3　黑体及其辐射27

§2.4　辐射转移方程30

2.4.1　平面直角坐标系中的辐射转移方程30

2.4.2　平面坐标系中的辐射转移方程31

2.4.3　平面柱坐标系中的辐射转移方程31

2.4.4　辐射转移方程的通解32

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35

2.4.6　在τ≥1时，辐射转移方程的渐近式37

第三章　对流40

§3.1　产生对流非稳定性的条件40

3.1.1　史瓦西（Schwarzschild）判据41

3.1.2　勒都（Ledoux）判据43

§3.2　温度梯度，罗斯兰（Rosseland）平均不透明度44

§3.3　混合程理论48

3.3.1　基本方程组49

3.3.2　基本方程组的解53

§3.4　对流超射55

§3.5　半对流58

§3.6　流体动力学对流理论59

第四章　物态方程64

§4.1　热动平衡状态下的统计规律64

4.1.1　麦克斯韦速度公式65

4.1.2　玻耳兹曼公式65

4.1.3　萨哈公式66

§4.2　萨哈公式的适用范围68

§4.3　恒星内部的物态方程69

4.3.1　完全电离理想气体的物态方程69

4.3.2　部分电离理想气体的物态方程74

4.3.3　电子简并情况下的物态方程79

4.3.4　非理想气体的物态方程88

§4.4　恒星大气的物态方程91

4.4.1　 LTE物态方程92

4.4.2　Non-LTE物态方程93

第五章　不透明度99

§5.1　束缚—束缚跃迁过程的κij和aij99

§5.2　束缚—自由跃迁过程的κik与aik106

§5.3 自由—自由跃迁过程的κkk与akk109

§5.4　散射过程的σe与ae110

5.4.1　汤姆孙散射110

5.4.2　康普顿散射111

5.4.3　在中性原子上的瑞利散射111

5.4.4　在氢分子上的瑞利散射112

§5.5　几种原子的吸收截面和吸收系数112

5.5.1　氢的束缚－自由跃迁吸收系数112

5.5.2　氢的自由－自由跃迁吸收系数113

5.5.3　负氢离子（H）114

5.5.4　氦的束缚－自由跃迁吸收系数115

5.5.5　负氦离子116

§5.6　几种主要吸收过程的不透明度近似公式117

5.6.1　束缚－自由过程117

5.6.2　自由－自由跃迁过程118

5.6.3　电子散射过程118

第六章　热核反应119

§6.1　原子聚合反应与能量产生119

§6.2　热核反应121

§6.3　反应速率122

§6.4　核反应释放的能量Q124

§6.5　化学组成的变化与核产能率130

§6.6　关于〈σv〉132

6.6.1　非共振反应132

6.6.2　共振反应136

6.6.3　恒星物理中的〈σv〉137

§6.7　电子屏蔽137

§6.8　产能率ε与温度T的关系143

§6.9　氢燃烧145

§6.10　氦燃烧152

§6.11　碳燃烧154

§6.12　氖燃烧155

§6.13　氧燃烧156

§6.14　硅燃烧157

§6.15　中微子能量损失159

6.15.1　电子对湮灭中微子过程160

6.15.2　光子中微子过程161

6.15.3　等离子体中微子过程161

6.15.4　轫致辐射中微子过程162

第七章　恒星结构与演化模型164

§7.1　恒星结构与演化模型计算的任务和基本假设164

§7.2　基本方程组165

7.2.1　质量分布方程165

7.2.2　流体静力学平衡方程165

7.2.3　能量平衡方程166

7.2.4　能量传递方程168

7.2.5　化学组成变化方程168

§7.3　物质函数与边界条件170

§7.4　恒星结构模型的数值积分方法172

7.4.1　积分网点的选取与差分方程的建立173

7.4.2　拟合点及拟合点处的边界条件174

7.4.3　内部积分176

7.4.4　表面积分180

7.4.5　表面量与拟合点量间的关系，拟合程度的判别182

§7.5　解的唯一性问题184

§7.6　位力定理184

7.6.1　表面压强为零的情况184

7.6.2　表面压强不为零的情况186

§7.7　时标187

7.7.1　动力学时标187

7.7.2　热时标（开尔文－亥姆霍茨时标）189

§7.8　一种最简单的恒星结构模型——多方模型190

7.7.3　核时标190

7.8.1　Emden微分方程192

7.8.2　解的特性194

7.8.3　由Emden微分方程的解确定恒星的结构196

第八章　恒星的早期演化198

§8.1　恒星的形成198

8.1.1　星际云的引力非稳定性199

8.1.2　星际云中－气体球的引力非稳定性203

8.1.3　碎裂过程205

§8.2　主序前的演化207

8.2.1　赫罗图中的Hayashi线208

8.2.2　由Hayashi线到主序的演化215

8.2.3　主序前恒星内部物理量变化特性219

§8.3　主序221

8.3.1　零龄主序221

8.3.2　主序星的特性222

8.3.3　主序带226

8.3.4　其他主序229

第九章　从主序开始的演化进程232

§9.1　中等质量星的演化233

9.1.1　主序阶段233

9.1.2　跨越赫罗图中的空隙区235

9.1.3　氦燃烧阶段235

9.1.4　氦燃烧以后的演化236

9.1.5　AGB阶段237

9.1.6　几种可能的演化结局238

§9.2　小质量星的演化239

9.2.1　主序阶段239

9.2.2　向巨星分支过渡242

9.2.3　红巨星分支阶段242

9.2.4　氦闪耀到零龄水平分支243

9.2.5　AGB阶段245

§9.3　演化过程中的一些物理问题246

9.2.6　演化结局246

9.3.1 Sch？nberg-Chandraseknhar极限247

9.3.2　等温核收缩的特性249

9.3.3　电子简并核收缩升温的临界质量252

9.3.4　热核反应的非稳定性255

9.3.5　对流超射对恒星演化的影响261

§9.4　大质量星的演化263

9.4.1　大质量星的赫罗图264

9.4.2　星风物质损失对大质量星演化的影响265

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268

9.4.4　不同质量范围的大质量星的演化271

§9.5　转动恒星的演化273

9.5.1　离心力效应274

9.5.2　子午环流与剪切湍流效应276

第十章　恒星演化的最后阶段279

§10.1　不同质量恒星的最后阶段279

10.1.1　初始质量279

§10.2 白矮星280

10.1.2　物质损失或物质吸积280

10.2.1　白矮星的结构理论——Chandrasekhar理论281

10.2.2　外壳的结构288

10.2.3　白矮星的冷却过程290

§10.3　弱相互作用过程293

10.3.1　中微子能量损失294

10.3.2　光致蜕变过程294

10.3.3　电子捕获过程297

10.4.1　超新星的分类298

§10.4　超新星298

10.4.2 Ⅱ型超新星301

10.4.3 Ⅰ型超新星305

§10.5 中子星310

第十一章　相互作用双星系统的演化313

§11.1　洛希模型313

11.1.1　洛希等势面313

11.1.2　洛希瓣的临界半径315

11.1.3　相互作用双星系统的分类318

§11.2　双星系统的守恒演化319

11.2.1　物质交换319

11.2.2　角动量转换321

11.2.3　轨道周期变化321

11.2.4　几种不同情况的双星演化323

11.2.5　演化结局330

§11.3　大质量双星系统的非守恒演化331

11.3.1　引言331

11.3.2　潮汐效应和自转效应对星风物质损失率的影响332

11.3.3　互相辐射效应对星风物质损失率的影响334

11.3.4　星风造成的角动量损失335

11.3.5　轨道周期的变化335

11.3.6　辐射对洛希瓣及物质交换的影响336

11.3.7　碰撞星风冲激波与X射线源338

11.3.8　双星系统不因超新星爆炸而破坏的条件341

11.3.9　形成有公共外壳系统的条件及外壳丢失后的周期343

11.3.10　双星中的吸积与X射线辐射345

11.3.11　演化成为WR+O型双星系统348

11.3.12　演化成为小质量X射线双星系统351

11.3.13　演化成为大质量X射线双星系统351

11.3.14　大质量X射线双星的演化结局352

11.4　小质量双星系统的非守恒演化354

11.4.1　小质量双星系统354

11.4.2　小质量双星系统是非守恒的356

11.4.3　推动小质量双星系统非守恒演化的几种可能机制356

11.4.4　小质量双星系统的演化结局357

§11.5　转动双星的演化358

11.5.1　等势面，等价球358

11.5.2　结构方程组360

11.5.3　化学元素的变化361

11.5.4　物质交换条件362

11.5.5　系统转动角速度变化和两子星间的轨道距离变化362

12.2.1　引言364

§12.2　辐射流体力学方程组364

§12.1　脉动变星与恒星振动理论364

第十二章　恒星振动364

12.2.2　连续性方程366

12.2.3　运动方程366

12.2.4　气体能量方程367

12.2.5　泊松方程368

12.2.6　气体热力学方程368

12.2.9　辐射热力学方程372

12.2.8　辐射能量方程372

12.2.7　辐射动量方程372

12.2.10　辐射流体力学方程组373

§12.3　线性化振动方程组374

12.3.1　线性振动理论374

12.3.2　欧拉扰动与拉格朗日扰动375

12.3.3　线性振动方程组377

12.3.4　扰动变量与时间和角度的关系378

12.3.5　径向振动基本方程组382

12.3.6　无量纲化非径向振动方程组383

12.4.1　绝热近似385

§12.4　恒星振动的性质385

12.4.2　恒星振动的恢复力386

12.4.3　非绝热效应的作用390

12.4.4　振动波的传播性质391

§12.5　边界条件与数值方法397

12.5.1　边界条件397

12.5.2　数值方法403

§12.6　恒星振动的激发机制405

12.6.1　振动非稳定性的判别条件406

12.6.2　恒星振动的几种激发机制411

§12.7　造父变星416

§12.8　盾牌座δ变星420

§12.9 白矮变星423

§13.1　恒星大气模型427

13.1.1　基本假设，基本方程组及各种大气模型概述427

第十三章　恒星大气427

13.1.2　灰大气的温度分布434

13.1.3　LTE大气模型438

13.1.4　Non-LTE大气模型453

13.1.5 Non-LTE大气模型与LTE大气模型计算结果的比较480

§13.2　谱线理论493

13.2.1　谱线轮廓与等值宽度494

13.2.2　线吸收轮廓496

13.2.3　Non-LTE多能级谱线计算509

§13.3　运动大气中的辐射转移问题512

13.3.1　引言512

13.3.2　跟随运动参考系中的辐射转移方程513

13.3.3　跟随运动参考系中辐射转移问题的求解方法515

13.3.4　推广的Sobolev方法528

§13.4　恒星大气理论的应用532

13.4.1　获得有效温度、表面重力加速度和元素丰度的方法532

13.4.2　恒星角直径、半径、光度、质量及自转速度的测定539

参考文献542