等离子体天体物理学Ⅱ第一期

Ｄｉ ｎ ｇ Ｙｉ ｂ ｉ ｎ ｇ ， Ｐ ｒ ｏ ｆ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ
（ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ Ａ Ｓ ）
Ｍｉ ｎ ｏ ｒ ｕ Ｆ ｕ ｊ ｉ ｍｏ ｔ ｏ
Ｔｈ ｅ ｒ ｍｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｏ ｆ
Ｃｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｓ
理论。
热力 学是一 门非 常成熟 的传统经 典 物理学科 ， 它研究物质在与其周围环境达 到热平衡时的物理性质 ， 特别是讨论均匀
该书是一部介绍性的专著 ， 也是一部 可以作为在凝 聚态物理 中 固态介 观现象 课堂用的教科书。 虽然该书主要针对物理 类 和 材 料 科 学 以 及 化 学 相 关 专 业 的 高 年 级大学生和研究生 ， 它也可以作为一部对 于相关领 域 的所 有专业人员 很有价值 的
国外科技新书评介
性 ；１ ３ ．磁 重 联 电 流 层 的撕 裂 不 稳 定 性 ；
２ ０ １ ４年第 ３ 期 （ 总第 ３ ２ ３期）
物理学
材 料 中 能 量 的转 换 过 程 。 当将 其 应 用 于 凝 聚态 特别 是 晶体 时 ， 一 些 热 力 学 规 律必 然 会结 合 晶 格 的各 种 结 构 细 节 而 发 生 变
１ ４ ．磁重联 和湍流 ； １ ５ ．弱离 子等离子体 中 的磁重 联 ； １ ６ ．电流 中的磁 重联 ；１ ７ ．太 阳耀 斑 中 的快 粒 子 。书 末 给 出 了 一 篇 简 短 的后 记 。 四 个 附 录 分 别 介 绍 了 本 书 采 用 的一些 缩 略 语 、 符号 、 有 用 的 公 式 以及 常数 。 ２ Ｏ世 纪 ５ ０年 代 后 ， 本 书 所 涉 及 的研 究领 域通 过理 论 分 析 、 数值 模 拟 和实 验 观 测取 得 了惊 人 的 进 步 。这 些 研 究 成 果 不 仅 具有 纯科 学 的 重 要 性 而 且 有 着 巨 大 的 应用价值。本 书内容新颖 ， 叙述 简捷 ， 不 仅有严格的数学 和物理 的详细推导 ， 而且 图文 并 茂 。 对 于 研 究 等 离 子 体 以 及 天 体 物理 的研 究 生 和 高 年 级 大 学 生 以及 相 关 领域 的研 究人 员都 是一 部重 要 的参 考 书 。 丁 亦兵 ， 教授 （ 中国科 学 院大学 ）
２ｎ ｄ Ｅｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ
２ ０１ ３
Ｈａｒ ｄｂａ ｃ ｋ Ｉ Ｓ ＢＮ９ ７ ８ １ ４６１ ４ ５ ０８ ４ ９
垒Ｓ ｐ ｒ ｉ ｎ ｇ ｅ ｒ
晶态 热 力 学
第 ２版
Ｍｉ ｎ ｏ ｒ ｕ Ｆ ｕ ｊ ｉ ｍ ｏ ｔ ｏ 著
化 。在晶体热 力学 函数 中会 隐含着格点 对称性 。但是 ， 当晶体形变 时 ， 这 些对称 性受到扰动 ， 使得 晶体不再是稳定的和均 匀 的 。这 时 晶体 会 显 示 出 一些 介 观 性 质 ， 格 点动 力学 应 该 重 新 定 义 。为此 ， 必 须 首 先 清晰 地和 严 格 确 定 地 对 晶 态 给 出描 写 。 本 书正 是 为 阐 明 晶 态 热 力 学 中 的 格 点 动 力 学而 撰 写 的。 作 者 以 一 种 全 新 的 方 式 探 讨序 参 量 和 晶格 动 力 学 在 热 力 学 描 述 中的重要作 用。作者选 择结构变化 、 磁性 晶体 、 超导 转变作 为研究对 象 ， 详 细 阐述 晶态 的基本 热力 学性 质 。 本 书从 阐 明 稳 定 晶 体 的基 本 概 念 开 始， 为研 究 有 序 变 量 的集 团 运 动 讨 论 了 二 元 相变 ， 主 要 将 其 当作 经 典 现 象 处 理 。 在 这里 评 介 的 该 书 第 二 版 中重 点 讨 论 了 磁性 晶体 ， 包 含 了在 类似 出版物 中没 有 详 细讨 论 的孤 子 理 论 和 磁 性 晶 体 的新 章 节 。作 为 量 子 力 学 的 实 例 ， 本 书 还 从 理 论上 讨 论 了 多 电子 系 统 ， 特 别 是 强 调 了 金 属 的超 导 电 性 。本 书 强 调 了 晶 格 动 力 学 的作用 并 对 其进 行 了非 常 深入 的 研究 。 本书内容分成 １ ４章 ： １ ．引言 ； ２ ．声 子； ３ ．序变量和绝热势 ； ４ ．二元序 的平 均场理论 ； ５ ．赝 自旋 团簇 ； ６ ． 临界涨落 ； ７ ．赝 自旋 关 联 ； ８ ． 长 程 有 序 的孤 子理 论 ； ９ ．软 模 式 ；１ ０ ．临 界 涨 落 的 实 验 研 究 ； １ １ ． 磁性 晶体 ； １ ２ ．金属 中 电子 与声子 的 统计 量 ； １ ３ ．超 导 金 属 ； １ ４ ． 超 导 转 变
感到困惑， 为此作 者试 图尽可能的使本书 自成体系 ， 在书末提供 了广泛的参考文章 和补充阅读 书 目， 供学生们查 阅。考虑到 科学史 ， 特别是 自然科学史对于学科 的发 展 与理 解 的重要 意 义 ， 本 书 的各 章都 在 一 开始做一些基本介绍 ， 并引入一些实例加 以说 明。 这 些 陈 述 不 仅 对 于 刚入 门 的 学 生， 而且对于那些 等离子体天体物理 以及 相邻 的科 学 领 域 的专 家们 也 会 有 参 考 价值 。 丁 亦兵 ， 教授 （ 中国科学 院 大学 ）
２ ０１ ３ Ｈａ ｒ ｄｂａ ｃ ｋ Ｉ Ｓ ＢＮ９ ７８ １ ４６１ ４ ４ ２ ９ ４３
Ｓ ｐ ｒ ｉ ｎ ｇ ｅ ｒ
等 离 子体 天体 物 理ｖ 著
本 书为等离子体天体物理学 一书 的 第 二卷 。 中心 内容 是 详 细 讨 论 起 源 于 空 间等离 子体 中电磁相互作用 的磁 重联与 耀 斑现 象 。 磁重联是 在磁力线重新分 布 中最常 遇到的现象 ， 是很多天体物理等离子体非 稳恒现象 中起 重要作用 的基本过程 。借 助于它 ， 磁场 的拓 扑分布 发生变化 ， 等离 子体中的粒子与磁场的联结重新组织。 由于高电导性 ， 在天体物理等离子体
Ｄｉ ｎ ｇ Ｙｉ ｂ ｉ ｎ ｇ， Ｐｒ ｏ ｆ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ
（ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ Ａ Ｓ ）
Ｂｏ ｒ ｉ ｓ Ｖ． Ｓ ｏ ｍｏ ｖ
Ｐｌ ａ ｓ ｍａ Ａｓ ｔ ｒ ｏ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ， Ｐａ ｒ ｔ Ｉ Ｉ
５
４
磁场的能量 在天体物理等离 子体 中不 断 积聚 ， 这个能量在确定的但相 当普遍的条 件 下 会 突然 释放 ， 形成 耀 斑 ， 这时 ， 伴 随 着 等离子 体 的直 接 喷 发 ， 产生 极 强 的热 流 和 硬 电磁 辐 射 以及 高 能 的带 电 粒 子 流 。 这 种 宇宙 电动 力 学 爆 发 中包 含 的 物 理 过 程 在 宇 宙空 问广 泛 存 在 ， 考虑 到 由于 太 阳是 唯一可 以用 空间分辨率极高 的设备成像 的星体 ， 完全 可 以通 过 对太 阳进 行 直 接 的 和充分 的观测 而对磁重联 和耀斑 的普 遍 现象以及 它们 之间 的关 系进 行深入 和细 致研究 。如今不仅有大量的地面观测 ， 也 可 以借助携带 天文望远镜 和专用谱仪 的 人造 卫 星 和 宇 宙 飞 船 实 现 大 范 围 的 精 确 观测 。有 许 多结 果 十 分 引 人 关注 ， 对 现 存 的一些理论模型提出了挑 战。特别是 ， 近 年 来对 于太 阳耀 斑 与 发 生 这 些 耀 斑 的 区 域 内磁场 拓 扑 学 的研 究 ， 建 立 起 了耀 斑 的 拓 扑学 模 型 。进 一 步 的 研 究 强 烈 支 持 太 阳耀 斑 的磁 重 联 结 构 。本 书 的 主要 目的 就是 ， 全面阐述作为天体物理和实验室等 离子体基本特 征的磁重联现象 ； 天体物理 等离子体 中磁 重联与耀斑的关 系； 太 阳耀 斑的电离辐射和 日冕的物质抛射 等这类 问题 的研 究进 展 ； 这 些 进 展 对 空 间站 和 卫 星 的正 常运 行 、 对 于通 讯 以 及地 球 周 围空 间环 境气 候 甚 至 对 于社 会 经 济 与 人 类 生 活 的重要影 响 。 本 书第 二 卷共 分 ｌ ７章 ： １ ．磁 重联 ； ２ ． 强磁场中的磁重联 ； ３ ． 磁重联 的推广 的解 析方 法 ； ４ ．太 阳耀 斑 中 的磁 重 联 证 据 ； ５ ． 磁重 联 在起 作用 ； ６ ．巴士底 日（ Ｂ ａ ｓ ｔ ｉ ｌ ｌ ｅ Ｄ ａ ｙ ） 耀斑和类似的太阳耀斑 ； ７ ．电流与磁 重 联 的关 系 ；８ ．磁 重 联 电 流 层 模 型 ；９ ． 太 阳耀斑中的坍缩磁 陷阱； １ ０ ．实验 室中 和空 间 中类 太 阳耀斑 ；１ １ ．电流层 中离 子 的加速 ； １ ２ ．磁重联 电流层 的结构不稳定
物理学
国外科技新书评介
２ ０ １ ４年第 ３ 期
（ 总第 ３ ２ ３ 期）
丢 失 的一些 步 骤 。书 中提供 了一 些 练 习 ， 有 助于更 好地 理解本 书的这 一主题 。 面 对浩瀚 文 献 ， 初 入 门的 研究 生 常 会
中很容 易产 生 磁 场 ， 在 宇宙 空 间 已经 观 测 到 有极 大尺 度 的 微弱 磁 场 ， 而最 强 的 磁场 存 在 于 超 新 星 爆 炸 中形 成 的 中 子 星 上 。