天体物理学教材《an introduction to modern astrophysics》评介研究

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1、《AnIntroductiontoModernAstrophysics》(secondedition)教材评价暴鹏程(南开大学物理科学学院)1、本书的出版情况和作者简介《AnIntroductiontoModernAstrophysics（secondedition）》（《现代天体物理概论》(第二版)）是美国麻省理工学院物理系课程编号为8.901的课程”AstrophysicsI”(天体物理I)所选用的教材。本书于2006年由Addison-Wesley出版社出版，全书共1278页(含附录共1400页)，作者是韦伯州立大学的BradleyW.Carroll和DaleA.

2、Ostlie.BradleyW.Carroll是美国韦伯州立大学的物理系教授，他从加州大学欧文分校取得数学学士学位，之后在博尔德科罗拉多大学取得物理学硕士学位和天体物理博士学位。Bradley对天文学抱有终身的兴趣并且对头顶的星空怀有一种天真的好奇，这导致最终投身天文学领域。在CarlHansen和JohnCox的指导下，他的博士课题是脉冲星的自转效应。之后，他去罗切斯特大学和HughVanHorn一起进行博士后研究，主要是研究中子星及其堆积盘的振荡。在这两所大学的熏陶下，Brad掌握了构造复杂天体物理系统的简化模型的精髓。四年后，结束博士后研究的Bradley幸运地得

3、到韦伯斯特州立大学的教职，并且更幸运的是，在那里碰到了DaleOstlie，两人在恒星脉冲领域都有专长并且见解相近。Bradley十分喜欢和学生共同探索物理世界，这给他写这本书时提供了很大的帮助。DaleA.Ostlie是美国韦伯州立大学理学院的院长，他于1977年在圣奥拉夫学院取得物理和数学的学士学位，然后于1982年在爱荷华州立大学取得物理/天体物理的博士学位。之后先后在爱荷华州立大学物理系，约翰霍普金斯大学的空间望远科学技术研究所，贝茨学院物理系，洛斯阿拉莫斯国家图书馆理论物理组进行教学科研工作。从1984年起，在韦伯州立大学物理系进行教学科研工作至今。在本书的另

4、一个作者BradleyW.Carroll来到韦伯州立大学后，由于在许多领域尤其是恒星脉冲领域的共识和对教学的热爱，两人合著了本书。2、本书的创作背景和主要内容天体物理作为天文学的二级学科，也是天文学和物理学的交叉学科。天体物理是研究天体和其他宇宙物质的性质、结构和演化的天文学分支。天体物理学从研究方法来说，可分为实测天体物理学和理论天体物理学。前者研究天体物理学中基本观测技术、各种仪器设备的原理和结构，以及观测资料的分析处理，从而为理论研究提供资料或者检验理论模型。后者则是对观测资料进行理论分析，建立理论模型，以解释各种天象。同时，还可预言尚未观测到的天体和天象。用物理

5、学的技术和方法分析来自天体的电磁辐射，可得到天体的各种物理参数。根据这些参数运用物理理论来阐明发生在天体上的物理过程，及其演变是实测天体物理学和理论天体物理学的任务。本书是天体物理学的一本经典的教科书，两位作者都是多年从事教学和研究一线工作。本书深入浅出，条理清晰地介绍阐明天体物理的相关基础知识和应用情况，是一本不可多得的天体物理入门级教材。7本书旨在仅用基本的物理知识向读者介绍整个现代天体物理的研究内容，并且与通用的其他的天文学教材不同的是，本书更侧重天文现象的数学表达而不是仅仅进行描述性的介绍。并且本书给学生很多应用自己所学的物理学知识去分析天文学现象的机会，对于那

6、些物理基础薄弱的学生，本书也提供了相关章节介绍相关的物理学基本原理。本书在第一部分介绍了天体物理学所需要的基础预备知识。这部分内容涉及物理和天文学的基础知识，并且作者是按历史的发展顺序进行介绍的。先介绍古希腊的天球坐标法，作者也同时介绍了古希腊的天文学和物理学，毕竟西方天文学的起源是在古希腊。这是天文学的基础。之后介绍经典天文学用的分析手段——开普勒定律和牛顿力学——天体力学，这是进一步使用其他模型进行分析的基础。之后的一节着重介绍光谱这一天体物理分析的有力工具并引入现代物理的前沿——量子力学。紧接着的一节介绍的是在空间尺度上应用广泛和更加精确地狭义相对论。下一节则又从

7、光与物质作用的角度进一步讨论光谱与量子力学，众所周知，电磁波探测是天文学主要的探测手段，这一节的介绍也相应的涉及了电磁波的理论。最后一节则介绍观测的主要工具——望远镜，并介绍了天文观测领域的最新进展。与最新的科研进展密切相关也是本书第二版的特点之一。介绍完预备知识之后，本书的下一部分开始从恒星物理学这一天体物理学的基础和主要分支开始介绍。本书没有从我们的身边的太阳开始，而是从更简单更易计算的双星系统开始介绍恒星，并且借助光谱分析。之后的两节从外到内细致介绍了恒星的结构和物理属性。之后又用太阳这个熟悉的例子让读者更好的理解之前的理论。下一届