Magnets and Electromagnetism pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Imbimbo, Tony

出品人:

页数:64

译者:

出版时间:

价格:$ 39.55

装帧:

isbn号码:9781403499271

丛书系列:

图书标签:

• 磁学
• 电磁学
• 物理学
• 电磁场
• 磁场
• 电磁感应
• 磁力
• 电磁现象
• 物理
• 科学

探索宇宙的宏伟结构：《星系动力学导论》 本书简介 《星系动力学导论》是一部面向高年级本科生、研究生以及专业天体物理学家的权威性专著。本书系统而深入地探讨了构成宇宙宏大织网的星系群体的运动学、演化机制及其内在动力学规律。全书旨在为读者提供一个坚实的理论基础，使其能够理解和分析观测到的星系结构和运动的深层物理原理。 本书内容覆盖了从基础的经典力学在星系尺度上的应用，到前沿的暗物质分布模型和星系合并的数值模拟结果。我们着重强调了理论框架与最新天文观测数据的紧密结合，确保读者能够掌握现代天体物理学中处理星系动力学问题的关键工具和思维方式。 --- 第一部分：基础理论与星系运动学 本书开篇（第一章至第三章）奠定了理解星系动力学的数学和物理基础。我们首先回顾了牛顿万有引力定律在广袤宇宙尺度下的有效性，并引入了泊松方程在描述星系势场中的核心地位。 第一章：引力势场与标度定律 本章详细讨论了如何利用密度分布函数来构建星系（如球状星团或盘星系）的引力势。重点分析了均匀球壳定理、金斯定律（Jeans' Theorem）及其在稳定分布假设下的应用。读者将学习如何从速度色散数据推导质量分布，为后续章节中引入暗物质奠定基础。 第二章：星系运动的守恒量与相空间密度 我们深入探讨了牛顿力学在星系动力学中的保守性。本章的核心是李乌维尔定理（Liouville's Theorem）在星系系统中的应用，阐述了相空间密度随时间演化的不变性。随后，我们将运动积分（如能量和角动量）与星系特定结构（如球对称势阱）中的轨道类型联系起来，区分了周期轨道、逃逸轨道和混沌轨道。 第三章：观测性指标：速度弥散与运动学地图 本章将理论与实际观测紧密结合。详细介绍了如何利用多普勒展宽测量恒星和气体云的速度弥散，以及如何通过积分场光谱（IFS）技术绘制星系内部速度场。重点分析了兰贝特-萨普特卡方程（Lumley-Sauter Equation）在推断三维速度各向异性中的作用，特别是对于椭圆星系中速度弥散椭球体的分析。 --- 第二部分：星系的结构与稳定性 在掌握了运动学基础后，本书的第二部分（第四章至第六章）聚焦于星系形成和维持其宏观结构的关键动力学过程。 第四章：圆盘星系的动力学：密度波理论 圆盘星系（如旋涡星系）的结构稳定性是本书的重点之一。本章详细阐述了林-秦密度波理论（Lin-Shu Density Wave Theory），解释了旋臂的形成机制，以及它们如何通过引力扰动驱动物质的螺旋式分布。我们探讨了密度波的色散关系、相位速度，并分析了密度波理论在解释旋臂寿命和恒星形成区域分布上的成功与局限性。 第五章：星系团和星系团的运动学：维里定理的应用 对于更大尺度的结构——星系群和星系团，我们采用了维里定理（Virial Theorem）作为分析工具。本章展示了如何利用星系的速度弥散来估计星系团的总质量。随后，我们讨论了射出过程（Tidal Stripping）和星系弛豫（Dynamical Friction）在星系团内部的演化中所起的作用，解释了为什么大质量星系倾向于在星系团中心富集。 第六章：星系团的形成与非线性演化 本章超越了线性响应，进入了星系团的非线性引力坍缩阶段。引入了帕克-齐尔曼（Press-Schechter）公式，用于预测不同质量尺度下结构形成的概率。探讨了冷暗物质（Cold Dark Matter, $Lambda$CDM）模型的成功之处，并对比了不同初始扰动谱对最终星系团结构的塑造。 --- 第三部分：星系间相互作用与演化 本书的最后部分（第七章和第八章）关注星系之间的动态作用，这些作用是塑造宇宙中观测到的多样化星系形态的主要驱动力。 第七章：潮汐效应与星系并合 星系合并是驱动椭圆星系形成的关键。本章深入研究了潮汐力（Tidal Forces）的数学描述，特别是如何通过瞬时引力近似（Impulsive Approximation）来计算潮汐尾的形成。我们详细分析了轨道平均的潮汐势模型（Orbit Averaged Tidal Potential），并解释了星系并合的时间尺度如何依赖于两个星系的相对速度和密度剖面。本章还介绍了星系碰撞理论（Galaxy Interaction Theory）中关于气体和恒星盘的相对反应。 第八章：暗物质晕的结构与演化 鉴于暗物质在星系动力学中的主导地位，本章专门探讨了暗物质晕（Dark Matter Halos）的结构。我们分析了诸如NFW（Navarro-Frenk-White）密度分布等经验模型，并讨论了如何通过观测到的星系运动学（如卫星星系的轨道）来约束晕的质量分布。最后，本章探讨了“小尺度难题”，即模拟预测的卫星星系数量与观测到的数量之间的不匹配问题，以及可能的动力学解释，例如有效的物质反馈机制。 --- 结论与展望 《星系动力学导论》通过严谨的理论推导和丰富的实际案例分析，为读者提供了一个全面的视角来理解星系如何运动、聚集和演化。本书的最后部分总结了当前领域的前沿问题，如星系形成中的恒星形成反馈、宇宙网的动力学结构，以及对未来下一代大型巡天数据的预测和分析策略。本书旨在激发读者运用动力学工具，为解答宇宙结构形成的终极问题做出贡献。 目标读者： 物理学、天文学、天体物理学专业的硕士及博士研究生 从事星系研究的科研人员和教职员工 对宇宙大尺度结构和引力物理有深入兴趣的专业人士

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