具体描述
《经典数学丛书》（Classics in Mathematics）是一套专门收入Springer以前出版现已成为很受欢迎的经典图书的系列丛书，旨在不断满足新一代年轻学生和研究人员的需要。本书初版于1975年, 2002年Springer将此书重印并编入该丛书。本书是根据作者在曼彻斯特大学和康耐尔大学的代数拓扑讲义编写而成，但内容比一年级研究生用的代数拓扑教材深。
《恒星之光与地球磁场：电磁流体力学导论》 书籍简介 主题聚焦： 本书深入探讨了电磁流体力学（Magnetohydrodynamics, MHD）的理论基础、基本方程组、以及其在自然界和工程应用中的核心作用。它并非聚焦于微观的等离子体行为，而是着重于宏观尺度上带电流体（等离子体、电解质溶液、液态金属等）在复杂电磁场作用下的动力学特性、输运过程、稳定性分析和波的传播现象。 内容结构与深度概述： 本书分为五个主要部分，层层递进，构建起一个完整的MHD知识体系。 第一部分：基本理论框架与连续介质假设 本部分奠定了整个MHD研究的数学和物理基础。首先回顾了经典电磁学（麦克斯韦方程组）和经典流体力学（纳维-斯托克斯方程）的数学形式，随后详细阐述了如何将二者耦合，推导出适用于描述导电流体的MHD基本方程组。重点讨论了电导率的物理意义、欧姆定律在运动介质中的形式、以及如何选取恰当的近似（如不可压缩MHD、低磁场近似等）来简化复杂的耦合方程。我们详细分析了磁流体的基本概念，包括等离子体的德拜长度、碰撞频率与等离子体参数的相对重要性，但分析的侧重点在于宏观尺度的平均场效应，而非粒子运动的微观统计特性。 第二部分：磁流体动力学方程的积分形式与守恒律 本部分深入研究了MHD方程组的物理内涵。我们详细推导了动量守恒、能量守恒以及电荷守恒在磁场耦合下的具体表现形式。核心内容在于磁通量守恒定律（或称磁场冻结条件）的严格推导和物理图像的阐释：在理想MHD条件下，磁力线如何与流体元素共同运动，以及这种“冻结”现象对流体运动的强有力约束。此外，还探讨了有限电导率下磁扩散（Magnetic Diffusion）和磁拓扑（Magnetic Topology）变化的机制，这为理解磁场弛豫过程提供了理论基础。 第三部分：磁流体中的波与不稳定性分析 在MHD框架下，流体的平衡态和线性响应是理解复杂现象的关键。本部分专门用于分析体系中可能出现的各种波动模式。我们详细分析了阿尔芬波（Alfvén Waves）的性质，包括其偏振特性、相速度、以及在各向异性介质中的传播规律。接着，系统地介绍了MHD体系中的基本不稳定性，如瑞利-泰勒（Rayleigh-Taylor）不稳定性和开尔文-亥姆霍兹（Kelvin-Helmholtz）不稳定性，并以线性稳定性分析的方法，推导了这些不稳定性发生的临界条件。这部分内容着重于建立线性和非线性稳定性判据。 第四部分：特殊几何与工程应用中的MHD 本部分将理论应用于具体的物理场景和工程系统，展示MHD的实际威力。我们考察了两种关键的拓扑结构：二维平板几何和轴对称几何下的流动与磁场耦合问题。重点分析了： 1. 磁流体力学发电机和泵： 讨论了液态金属在强磁场中输运时产生的电磁感应现象，以及如何利用磁场来驱动或抑制导电流体的流动，这在核聚变反应堆的液态金属冷却回路设计中至关重要。 2. 磁场对边界层和湍流的影响： 研究了磁场如何通过洛伦兹力（Lorentz Force）来抑制或重构流体的湍流结构，这在电磁流体力学边界层控制技术中占据核心地位。 3. 磁流体力学在天体物理中的宏观作用（非微观粒子模拟）： 讨论了磁场在恒星对流区、星际介质中的宏观结构维持、磁场如何影响行星际激波的传播等问题。 第五部分：非理想MHD效应与数值方法概述 本部分探讨了真实世界中不可避免的非理想效应，如粘性、电阻率、热传导等对MHD平衡和动力学的影响。重点讨论了这些非理想项如何导致能量耗散和磁场的重新连接（Magnetic Reconnection）的宏观过程。最后，简要概述了求解非线性、强耦合的MHD方程组的主要数值方法，包括有限差分法、有限体积法以及处理强磁场约束的特殊算法，旨在为读者提供进一步研究的工具性指导。 本书的定位： 本书旨在为物理学、工程学（特别是航空航天、核工程、材料科学中的液态金属应用）以及地球物理学的高年级本科生和研究生提供一本扎实、全面的电磁流体力学教材。它假设读者已具备扎实的经典场论和流体力学基础，并着重于从宏观连续介质的角度，系统地梳理电磁场与导电流体相互作用的普适规律和数学框架。本书的重点在于理论的系统性推导和对稳定性的严格分析，而非微观粒子运动的统计描述。
作者简介
目录信息
Preace
1 Introduction
1.1 Introduction
1.2 Thermonuclear fusion
1.3 Plasmas in space
1.4 Plasma characteristics
2 Particle orbit theory
2.1 Introduction
2.2 Constant homogeneous magntic field
2.3 Constant homogencous electric and magnetic fields
2.4 Inhomogeneous magnetic field
2.5 Particl drifts and Plasma currents
2.6 Time-varying magnetic field and adiabatic invariance
2.7 Magnetic mirrors
2.8 The longitudinal adiabytic invariant
2.9 Magnetic flux as an adiabatic invarinat
2.10 Particle orbits in tokamaks
2.11 Adiabatic invariance and particle acceleration
2.12 Polarization drift
2.13 Particle motion at relativistic energies
2.14 The ponderomotive force
2.15 The guiding centre approzimation：a postscript
Exercises
3 Macroscopic equations
3.1 Introduction
3.2 Fluid description of a Plasma
3.3 The MHD equations
3.4 Applicability of the MHD equations
3.5 Plasma wave equations
3.6 Boundary conditions
Exercises
4 Ideal magnetohydrodynamics
4.1 Introduction
4.2 Conservation relations
4.3 Static equilibria
4.4 Solar MHD equilibria
4.5 Stability of ideal MHD equilibria
4.6 The energy principle
4.7 Interchange instabilities
4.8 Ideal MHD waves
Exercises
5 Resistive magnetogydrodynamics
6 Waves in unbounded homogeneous plasmas
7 Cllisionless kinetic theory
8 Collisional kinetic theory
9 Plasma radiation
10 Non-linear plasma physics
11 Aspects of inhomogeneous plasmas
12 The classical theory of plasmas
Appendix 1 Numerical values of physical constants and plasma parameters
Appendix 2 List of symbols
References
Index
· · · · · · (收起)
1 Introduction
1.1 Introduction
1.2 Thermonuclear fusion
1.3 Plasmas in space
1.4 Plasma characteristics
2 Particle orbit theory
2.1 Introduction
2.2 Constant homogeneous magntic field
2.3 Constant homogencous electric and magnetic fields
2.4 Inhomogeneous magnetic field
2.5 Particl drifts and Plasma currents
2.6 Time-varying magnetic field and adiabatic invariance
2.7 Magnetic mirrors
2.8 The longitudinal adiabytic invariant
2.9 Magnetic flux as an adiabatic invarinat
2.10 Particle orbits in tokamaks
2.11 Adiabatic invariance and particle acceleration
2.12 Polarization drift
2.13 Particle motion at relativistic energies
2.14 The ponderomotive force
2.15 The guiding centre approzimation：a postscript
Exercises
3 Macroscopic equations
3.1 Introduction
3.2 Fluid description of a Plasma
3.3 The MHD equations
3.4 Applicability of the MHD equations
3.5 Plasma wave equations
3.6 Boundary conditions
Exercises
4 Ideal magnetohydrodynamics
4.1 Introduction
4.2 Conservation relations
4.3 Static equilibria
4.4 Solar MHD equilibria
4.5 Stability of ideal MHD equilibria
4.6 The energy principle
4.7 Interchange instabilities
4.8 Ideal MHD waves
Exercises
5 Resistive magnetogydrodynamics
6 Waves in unbounded homogeneous plasmas
7 Cllisionless kinetic theory
8 Collisional kinetic theory
9 Plasma radiation
10 Non-linear plasma physics
11 Aspects of inhomogeneous plasmas
12 The classical theory of plasmas
Appendix 1 Numerical values of physical constants and plasma parameters
Appendix 2 List of symbols
References
Index
· · · · · · (收起)
读后感
评分
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用户评价
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勉勉强强，为了设计【假设出来的等离子生命体】，而读过。 不过：不是这个版本的，连封面都不一样的。实在找不到，我读过的那个版本的。但是，书的确是同一本书。
评分勉勉强强，为了设计【假设出来的等离子生命体】，而读过。 不过：不是这个版本的，连封面都不一样的。实在找不到，我读过的那个版本的。但是，书的确是同一本书。
评分勉勉强强，为了设计【假设出来的等离子生命体】，而读过。 不过：不是这个版本的，连封面都不一样的。实在找不到，我读过的那个版本的。但是，书的确是同一本书。
评分勉勉强强，为了设计【假设出来的等离子生命体】，而读过。 不过：不是这个版本的，连封面都不一样的。实在找不到，我读过的那个版本的。但是，书的确是同一本书。
评分勉勉强强，为了设计【假设出来的等离子生命体】，而读过。 不过：不是这个版本的，连封面都不一样的。实在找不到，我读过的那个版本的。但是，书的确是同一本书。
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