《理论天体物理》教学大纲
本课程共分七章,共需72学时
第一章: 恒星大气辐射理论基础
本章约需14学时,基本
内容
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包括理论天体物理的研究内容,描述辐射场的基本物理量: 辐射强度、辐射流、平均辐射强度、辐射密度、辐射压力、光子分布函数,发射系数、吸收系数和源函数,辐射转移方程,转移方程形式解及物理意义,局部热动平衡的概念,辐射的概念及物理意义,灰大气的概念及辐射强度的近似解,爱丁顿近似,太阳圆面的临边昏暗规律及物理意义,恒星连续光谱的能量分布,辐射转移理论中几个常用的算符,考虑折射率的辐射转移方程。本章为全课程之基础,重点掌握辐射转移方程及它在不同环境时的解。
第二章: 恒星大气的连续不透明度
本章约需10学时,基本内容包括原子的能级和结构,LS耦合和JJ耦合概念,原子的激发和电离,激发电势和电离电势的概念,玻耳兹曼公式,萨哈公式,爱因斯坦跃迁概率系数,连续吸收的来源,真吸收和散射的区分,类氢原子吸收系数的具形式,自由电子散射和瑞利散射的概念,负氢离子,其它原子、分子和尘埃的连续吸收。本章重点掌握萨哈公式以及类氢原子的吸收系数。
第三章: 恒星大气模型和恒星连续光谱
本章约需10学时,基本内容包括: 罗斯兰平均,线德拉塞卡平均、普郎克平均的概念,非灰大气辐射平衡求解的基本方法,即斯特龙根方法和温索德方法,流体静力学平衡的概念,计算恒星大气模型的基本理论框架,几种不同类型恒星的大气模型,对流的基本概念及理论框架,太阳型恒星的大气模型。本章重点掌握恒星大气模型求解的基本方法。
第四章: 吸收线内的辐射转移
本章约需8学时,主要内容包括吸收线的基本概念,剩余强度和等值宽度的定义,吸收线的产生机制,吸收线内的辐射转移方程,反变层模型和转移方程的解,M-E模型和转移方程的解, ∧叠代和加速 ∧叠代方法的介绍。本章重点掌
握吸收线内的辐射转移方程。
第五章: 线吸收系数
本章约需14学时,主要内容包括:原子线吸收数的积分公式,谱线辐射阻尼致宽的概念、经典理论、量子理论,微观多普勒致宽的概念和基本形式,宏观多普勒效应联合作用时的吸收系数形式, 佛克脱函数,压力效应的碰撞阻尼理论,碰撞阻尼常数的确定,压力效应的统计理论,微观场强分布函数,吸收系数的具体
表
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达式,碰撞理论和统计理论的应用范围,连择散射在选择吸收中的比例,非相干散射理论简介。本章重点掌握谱线加宽机制的几种基本形式。
第六章: 生长曲线的理论和应用
本章约需4学时,主要内容包括: 生长曲线的概念,理论生长曲线,观测生长曲线的构造,它的应用。
第七章: 非局部热动平衡状态
本章约需12学时,主要内容包括:非局部热动平衡的物理概念,稀化因子,原子和电子的速度分布能级平衡方程,进入能级平衡方程各种过程的速率,求解能级平衡方程的实例,偏离因子的概念,原子的电离平衡,非局部热动平衡状态下的源函数,罗斯兰定理及产生发射线的复合荧光机制, 禁线的定义,产生禁线的物理条件。本章重点掌握统计平衡方程的建立和求解。
参考书:
《恒星大气物理》,汪珍如,曲钦岳 高等教育出版社,1993
《Stellal Atmospheres》,D.Mihalas, W.H.Freeman and Company, 1978
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