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页数:233

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出版时间:2009-5

价格:30.00元

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isbn号码:9787307069985

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• 数值分析
• 科学计算
• 数学
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图书简介：天体物理学导论 跨越星辰的探索：一部深入浅出的现代天体物理学入门指南 这部专著旨在为物理学、天工学以及相关科学领域的学生、研究人员和对宇宙奥秘抱有浓厚兴趣的读者，提供一个全面而深刻的现代天体物理学概览。本书不求覆盖所有前沿领域，而是侧重于构建坚实的理论基础，引导读者理解当前天体物理学研究的核心问题、关键方法论以及最引人入胜的观测证据。 第一部分：基础与工具箱 本书的开篇聚焦于天体物理学赖以建立的物理学基础。我们首先回顾经典电动力学在天体环境中的应用，重点阐述黑体辐射定律、连续谱、谱线形成机制（如激发、电离、复合过程）在恒星大气和星际介质研究中的核心作用。随后，章节深入探讨了辐射传输理论，详细解析光如何在穿过致密或稀疏的介质时发生吸收、散射和发射，这是理解任何天体辐射光谱的基石。 我们为读者准备了一个强大的“工具箱”，包括磁流体力学（MHD）的基本方程组。MHD被广泛应用于太阳活动、星系际介质的动力学以及超新星爆发的驱动机制。本书对磁场拓扑结构、阿尔芬波传播以及磁场在能量传输中的作用进行了详尽的推导和阐述，确保读者能够掌握分析高能等离子体系统的必要数学工具。 此外，本书辟出专章介绍相对论基础在天体物理学中的必要性。这不仅包括狭义相对论在描述高速粒子（如宇宙射线、相对论性喷流）中的应用，更侧重于对广义相对论核心概念的直观解释，为后续章节讨论黑洞和引力波打下基础。我们通过引入黎曼几何的初步概念，并结合爱因斯坦场方程的初步形式，力求在保持严谨性的同时，降低初学者的理解门槛。 第二部分：恒星的诞生、演化与死亡 恒星是宇宙中最活跃、最直观的研究对象之一。本书系统地梳理了恒星的整个生命周期。 恒星形成： 我们详细考察了分子云的引力不稳定性、湍流对坍缩的抑制作用、核心的形成过程以及原恒星阶段的能量输出。书中包含了对林-奥尔特（Lin-Oort）质量函数和初始质量函数（IMF）的讨论，分析了星际物质如何转化为恒星集合。 主序星与内部结构： 对恒星内部结构（对流层、辐射层）的描述，通过求解静力学平衡方程、能量传输方程和状态方程，导出了钱德拉塞卡-克鲁奇曼（Chandrasekhar-Kruppmann）关系，解释了主序星的稳定性和质量-光度关系。核合成部分，我们将重点放在质子-质子链和CNO循环的能耗效率上，并分析了对流与辐射区在恒星内部的分布规律。 后主序演化与死亡： 恒星生命的晚期是物理过程最为剧烈的阶段。我们剖析了红巨星的形成机制，氦闪的物理内涵。对于大质量恒星，本书详细描述了多壳层核合成过程，直至铁核的形成。对核心坍缩超新星（II型）的模拟结果进行了深入的讨论，包括中微子辐射的决定性作用和激波的反弹机制。白矮星和中子星的稳定条件（电子简并压、中子简并压）被清晰地界定，并探讨了它们作为标准烛光和脉冲星的观测特性。 第三部分：星系与宇宙学 本书的第三部分将视野拓展到更大的尺度，探讨星系的结构、动力学以及我们对整个宇宙演化的理解。 星系结构与动力学： 我们从维里定理出发，推导了星系团的质量估计方法，并引入了暗物质的概念。关于星系的分类，本书不仅使用哈勃音叉图，更着重于解释旋涡星系、椭圆星系以及不规则星系的形成历史和动力学演化路径。对星系旋转曲线的分析，是展示暗物质效应的最有力证据，这部分内容将详尽展示如何通过观测资料反演出不可见物质的分布。 活动星系核（AGN）与高能过程： AGN被视为是宇宙中最活跃的能量转换机器。本书深入探讨了标准模型（统一模型），重点分析了吸积盘的辐射机制（夏皮罗、塔列尔托夫辐射），以及相对论性喷流的产生与准直过程。对活动星系中心超大质量黑洞（SMBH）的间接证据（如镁霓谱线再电离和M-$sigma$关系）进行了详尽的论证。 现代宇宙学： 宇宙学部分紧密结合观测结果，从哈勃定律出发，系统介绍弗里德曼方程组。我们详述了宇宙微波背景辐射（CMB）的物理起源——最后的散射面，以及其在确定宇宙年龄、曲率和物质密度中的不可替代性。本书对暗能量的本质进行了探讨，重点分析了Ia型超新星观测如何揭示宇宙的加速膨胀，并引入了$Lambda$CDM模型的关键参数及其物理意义。 第四部分：前沿与展望 最后一部分关注当前天体物理学研究中最激动人心的领域。 引力波天文学： 继相对论基础之后，我们详细解析了双黑洞和中子星并合事件的引力波信号特征（波形建模）。书中对LIGO/Virgo探测器的原理、信号提取和参数估计流程进行了介绍，强调了引力波与电磁波联合观测（多信使天文学）对理解极端物理环境的意义。 系外行星的发现与表征： 介绍凌日法、视向速度法等主要探测技术，以及对系外行星大气进行光谱分析以寻找生物标记的前景。 本书的编排逻辑清晰，从宏观的物理定律到微观的粒子相互作用，再到宇宙的整体演化，力求提供一个连贯且深入的知识体系。书中配有大量精心绘制的图表和推导过程，旨在帮助读者将理论知识与实际观测数据紧密结合，培养独立分析和解决复杂问题的能力。

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不得不说，《数值分析》这本书在我的阅读经历中，算得上是一股清流。它没有那些让人望而生畏的冗长理论，也没有让人云里雾里的数学符号堆砌。相反，它以一种非常友好的方式，向我展示了数值分析的魅力。我喜欢它循序渐进的讲解方式，从最基础的概念开始，逐步深入到更复杂的算法。更重要的是，它非常注重概念的实际应用，通过大量的例子，让我看到了数值分析在解决现实问题中的强大威力。我特别欣赏书中对不同方法的优劣势分析，这让我能够更清晰地认识到，在面对具体问题时，应该如何选择最合适的数值方法。作者的语言风格非常流畅，不愧是经过精心打磨的。我曾经一度对数值分析感到头疼，但读了这本书之后，我发现我对这个领域产生了浓厚的兴趣。它不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的老师，引导我一步步探索数学的奇妙世界。

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我对《数值分析》这本书的评价，更多地源于它所带来的学习体验。不同于那些只注重理论的教材，《数值分析》以一种非常注重实践的方式，将抽象的数学概念与实际计算紧密结合。我尤其喜欢书中对各种算法的图示化讲解，那些精心设计的图表，能够直观地展示算法的执行过程和收敛情况，让我能够更容易地理解那些抽象的数学原理。此外，书中对不同算法的性能比较，也给了我很大的启发。我了解到，在解决同一个问题时，不同的算法可能会产生截然不同的结果，这让我对数值计算的鲁棒性有了更深刻的认识。作者在处理复杂概念时，总能找到恰到好处的语言，既保持了数学的严谨性，又能够让非专业读者也能够理解。我曾多次尝试阅读其他数值分析方面的书籍，但最终都因为其枯燥的论述和晦涩的语言而放弃。而《数值分析》这本书，却让我欲罢不能，我沉浸在其中，享受着知识带来的乐趣。

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拿到这本《数值分析》之前，我一直在想，到底是什么样的力量，能够将如此抽象的数学概念，通过文字的形式，变得如此生动且触手可及。我一直对数学的计算部分有着浓厚的兴趣，但苦于找不到一本既有深度又不失趣味性的入门读物。市面上充斥着各种晦涩难懂的教材，要么枯燥乏味，要么过于高深，总让人望而却步。《数值分析》的出现，就像是为我打开了一扇新的窗户。我惊喜地发现，原来那些复杂的算法，在作者的笔下，竟然能够如此清晰地展现在眼前。从基本的插值逼近，到复杂的迭代方法，每一个概念都仿佛被赋予了生命，不再是冰冷的公式，而是解决实际问题的有力工具。我特别喜欢其中对误差分析的详尽阐述，这对于理解数值计算的精度和稳定性至关重要，也让我对计算机模拟的局限性有了更深刻的认识。这本书不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的引导，它教会我如何用一种更系统、更严谨的视角去审视问题，去寻找最优的解决方案。我迫不及待地想要深入其中，探索更多数学的奥秘。

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我原本以为，《数值分析》这类的书籍，可能更适合那些已经在数学领域深耕多年的专业人士。抱着试试看的心态入手，没想到却被它深深吸引。这本书的优点在于，它能够以一种非常贴近工程应用的方式来讲解理论。书中大量的例子，都选取了实际生产生活中常见的场景，比如求解非线性方程组来模拟电路的运行，或者利用数值积分来计算物体的运动轨迹。这些具体的应用，极大地增强了我学习的动力和兴趣。我不再是被动地记忆公式，而是主动地去理解它们是如何被应用于解决实际难题的。书中对各种数值方法的比较分析，也让我对它们的优劣势有了清晰的认识，这对于我在未来的项目开发中选择合适的算法至关重要。作者的语言风格也非常独特，既有严谨的学术性，又不失通俗易懂的趣味性，常常在关键的解释处，巧妙地运用一些比喻或者类比，让我茅塞顿开。我真的觉得，这本书为我打开了一扇通往实际应用的大门，让我看到了数学的强大力量。

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在我看来，一本好的图书，不仅仅在于其知识的广度，更在于其精度的深度和逻辑的严谨性。而《数值分析》恰恰在这几个方面都做得相当出色。我尤其欣赏作者在讲解每一个数值算法时，都会先从其数学原理出发，然后逐步过渡到算法的实现细节，再到最后的误差分析和收敛性讨论。这种层层递进的讲解方式，让我能够完全掌握算法的来龙去脉，而不是停留在“知其然”的层面。书中对于不同算法之间的比较，也是我非常看重的一点。它并没有简单地罗列各种方法，而是深入分析了它们各自的适用范围、计算效率以及稳定性，这为我提供了非常有价值的参考。另外，这本书在版式设计上也独具匠心，清晰的图表和标注，让复杂的数学公式不再令人望而生畏。读这本书的过程，就像是在经历一场精妙的思维训练，让我受益匪浅，我敢说，这绝对是我近年来读过的最令人印象深刻的专业书籍之一。

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