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目录1

译者的话1

第一章　总论1

1.1．等离子体物理学的理论研究和实验研究1

中译本序3

1.2．实验室中和空间中的等离子体现象5

1.2.1．尺度换算步骤5

序言7

1.2.2．模拟实验7

1.2.3．实验室研究与空间研究的比较8

1.3．等离子体的磁场描述和粒子描述9

1.4．经典理论的现状11

1.5．边界条件，对电路的依赖关系12

1.6．宇宙论和太阳系起源13

1.7．本书的目的13

第二章　空间等离子体中的电流15

2.1．物理学中的二重性15

2.2．等离子体物理学中与微粒有关的现象16

2.3．磁力线17

2.3.1．磁层的磁场描述和电流描述18

2.3.2．磁层中的粒子运动20

2.3.3．关于稳恒磁层中“磁力线重联”和“合并”的结论21

2.4.1．细束的观测22

2.4．细束22

2.4.2．放电的收缩29

2.4.3．箍缩效应，贝内特关系30

2.4.4．无作用力磁场中的细束状电流31

2.4.5．磁绳理论34

2.4.6．离子泵35

2.4.7．金星电离层中的磁通绳35

2.5．等离子体局部特性参数和电路35

2.5.1．边界条件37

2.5.2．“不可见”的能量传递37

2.5.3．“磁合并”理论38

2.6.1．电偶层的一般特性39

2.6．电偶层39

2.6.2．磁层中的电偶层43

2.6.3．电偶层中的能量释放45

2.6.4．爆发的电偶层45

2.6.5．有一电偶层的电路46

2.7．作为“电缆”的场向电流48

2.8．一个扩张的电路49

2.9．不同类型的等离子体区域50

2.9.1．“被动的”等离子体区域50

2.9.2．“主动的”等离子体区域50

2.9.3．等离子体电缆51

2.9.4．主动和被动等离子体区域在电离层中的52

反映52

2.9.5．边界电流片53

2.10．空间的细胞状结构54

2.11．主动等离子体区域的精细结构55

第三章　电路57

3.1．电流模型的重要性57

3.1.1．粒子描述57

3.1.2．不同类型的电流58

3.1.3．电路与运动等离子体之间的能量传递60

3.2．极光电路66

3.3．被等离子体包围的旋转的磁化物体70

3.4．日球电流体系72

3.4.1．“扇形结构”和赤道电流层72

3.4.2．日球电流模型的建立73

3.4.3．日球电路的特性75

3.4.4．到星系尺度的外推：双射电源76

3.5．磁尾、彗星和金星的电路79

3.5.1．磁尾电路和磁亚暴79

3.5.2．彗星中的电流体系81

3.5.3．金星磁层中的电流体系81

3.6．磁层电路83

3.6.1．零级近似：单粒子问题84

3.6.2．一级近似：等离子体通量很小的情形84

3.6.3．三种一级近似电路87

3.6.4．一级近似电流产生的现象89

3.6.7．锋面电路（激波阵面电路）90

3.6.6．磁场变化90

3.6.5．二级近似，实际等离子体流动90

3.6.8．磁层顶电路91

3.6.9．太阳风-极光电路92

3.6.10．磁尾电路92

3.6.11．三级近似以及与观测的比较93

3.6.12．三环模型93

3.7．其它磁层97

3.8．日珥电路和太阳耀斑97

3.9．太阳风的加速98

3.10．从日核到极光的能量传递100

4.1．经典理论及其困难103

第四章　宇宙等离子体理论103

4.1.1．反向偏转104

4.2．电离105

4.2.1．光、粒子辐射和电流产生的电离105

4.2.2．等离子体与中性气体之间的过渡108

4.3．宇宙丰度和分化110

4.3.1．宇宙丰度110

4.3.2．对化学分化的观测110

4.3.3．由于电离势不同而产生的分离111

4.3.4．由质量差别产生的分离112

4.3.5．由于蒸发压力不同而产生的分离112

4.4．湍流112

4.5.1．宇宙磁场的产生115

4.5．磁通放大115

4.5.2．自激发电机116

4.5.3．自激发电机理论117

4.5.4．磁通放大机理117

4.5.5．扭曲不稳定性产生的宇宙磁场118

4.6．临界速度121

4.6.1．早期太阳系中临界速度的预测121

4.6.2．实验发现121

4.6.3．理论122

4.6.4．临界速度和空间研究123

4.7.1．作为等离子体一部分的固体粒子124

4.7.2．电磁制约和引力制约的固体粒子的运动124

4.7．尘埃等离子体124

4.8．恒星际云的形成和演化125

4.8.1．三种特殊情形127

4.8.2．无作用力磁场和细束的产生128

4.8.3．磁场是促成还是阻碍收缩？129

4.8.4．恒星际暗云的箍缩130

4.9．双物质等离子体131

4.9.1．双物质等离子体的性质131

4.9.2．湮没反应132

4.9.3．双物质等离子体发出的辐射135

4.9.4．关于双物质等离子体的主要问题137

4.9.5．物质与反物质的分离138

4.9.6．关于物质和反物质的共存问题140

4.10．高能现象141

4.10.1　能源和加速过程142

4.10.1.1．变化着的磁场142

4.10.1.2．电偶层中的加速142

4.10.1.3．湮没143

4.10.1.4．引力144

4.10.2．磁泵145

4.10.3．宇宙线加速的区域147

4.10.3.1．日球宇宙辐射和星系宇宙　辐射147

4.10.3.2．星系宇宙线的起源149

5.2．资料的来源150

5.1．我们怎样来再现远古时代150

第五章　太阳系的起源150

5.3．磁层结果的冲击151

5.3.1．主动等离子体区域和被动等离子体区域152

5.3.2．外部驱动的电流152

5.4．促成宇宙云形成和收缩的电磁效应154

5.5．原始宇宙云中的化学分离155

5.6．内部产生的电流157

5.7．谱带结构和临界速度157

5.8．形成过程中的太阳系162

5.8.1．恒星际云162

5.8.2．原恒星的形成163

5.8.3．行星-卫星的形成164

5.8.4．形成中的太阳系的观测166

5.9．伴生学和“伴生原理167

第六章　宇宙论169

6.1．宇宙论的状况169

6.1.1．历史概观169

6.1.2．大爆炸假说172

6.1.3．均匀模型和不均匀模型173

6.1.3.1．空间的细胞状结构174

6.1.3.2．宇宙中的质量分布174

6.1.4．哈勃膨胀177

6.1.4.1．哈勃参数177

6.1.3.3．总星系的质量和施瓦茨席尔德极限177

6.1.4.2．总星系演化的欧几里德模型179

6.2．物质与反物质的共存182

6.2.1．物质-反物质对称性182

6.2.2．物质和反物质细胞183

6.2.3．细胞尺度：是星系尺度还是小一些？184

6.2.4．对称星系的结构185

6.2.4.1．太阳系185

6.2.4.2．彗星库187

6.2.5．对反物质存在性的异议188

6.3．湮没作为一种能源189

6.3.1．反物质存在性的论证189

6.3.4．莱顿夫罗斯特层和细胞壁上的湮没191

6.3.2．两类物质电磁辐射的相似性191

6.3.3．湮没过程产生的辐射191

6.3.5．宇宙云中的湮没192

6.3.6．降落到相反种类物质的恒星上的物体193

6.3.7．双物质星的模型195

6.3.7.1．双物质星模型Ⅰ196

6.3.7.2．恒星的碰撞197

6.3.7.3．双物质星模型Ⅱ198

6.3.7.4．双物质星的可观测的性质199

6.3.7.5．蓝移199

6.3.7.6．类星体情况概述200

6.3.7.7．连续的X射线背景辐射202

6.4.1．若干类星体的非宇宙论红移203

6.4．欧几里德空间中的哈勃膨胀203

6.4.2．对类星体红移的非宇宙论解释的后果204

6.5．总星系演化的一个模型205

6.5.1．原总星系206

6.5.2．哈勃膨胀的动能207

6.5.3．原总星系的形成208

6.5.4．其它的宇宙论问题209

6.6．其它总星系210

6.7．讨论211

6.8．结束语212

参考文献214