천체물리학: 복사와 기체역학

구본철 , 김웅태 지음

서울대학교출판문화원 2023년 10월 10일 출간 종이책 : 2022년 10월 31일 출간

작품소개

책소개

√ 입자 간 충돌 같은 미시적 현상에서 별과 은하의 생성 같은 거시적 현상까지, 세분화된 현대 천문학 연구에서 꼭 필요한 '복사와 천문기체역학'을 중심으로 한 천체물리학 교재.
√ 2018년 초판에 이어 2022년 발간된 개정판에서는 복사 관련 내용을 전면 보완했으며, 이해를 돕기 위해 그림 자료와 다양한 천문 현상을 다룰 수 있는 문제를 추가했다.
√ 학부 고학년과 대학원생을 위한 교재로, 복사에 관한 전반부와 천문기체역학에 관한 후반부를 독립적으로 각각 한 학기에 다루기 적합하도록 구성되어 있다. 한 학기에 두 주제를 모두 다루고자 할 경우에는 제목에 ★표시가 붙은 단원을 건너뛸 수 있다.

목차

개정판 머리말
초판 머리말

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제1부 복사의 기초

제1장 복사의 기본 물리량과 그 특성
1.1 복사의 기본 물리량
1.2 복사의 방출, 흡수 및 전달
1.3 흑체복사
1.4 복사의 산란★

제2장 선복사
2.1 아인슈타인 계수
2.2 선복사의 방출계수 및 흡수계수
2.3 선모양 함수
2.4 방출선과 흡수선

- 참고문헌
- 문제

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제2부 연속복사: 빛의 고전적 기술

제3장 맥스웰 방정식과 전자기파
3.1 맥스웰 방정식
3.2 평면 전자기파
3.3 전자기파의 편광
3.4 복사 스펙트럼

제4장 전자기 복사의 방출
4.1 전자기 퍼텐셜
4.2 속도장과 복사장
4.3 전기 쌍극자 복사장
4.4 자기 쌍극자 및 전기 사중극자 복사장★
4.5 복사감쇠와 선복사의 방출
4.6 산란과 흡수

제5장 제동복사
5.1 제동복사
5.2 열적 제동복사

제6장 싱크로트론 복사
6.1 상대론적 전하의 복사
6.2 싱크로트론 복사의 기본 특성
6.3 단일 전하의 싱크로트론 복사★
6.4 멱함수 꼴 전자의 싱크로트론 복사★
6.5 싱크로트론 복사의 기타 특성


제7장 컴프톤 산란
7.1 컴프톤 산란의 기본 특성
7.2 역컴프톤 산란에 의한 복사 파워
7.3 단일 산란에 의한 역컴프톤 스펙트럼★
7.4 역컴프톤 산란에 의한 냉각과 컴프톤화★

제8장 플라즈마 효과
8.1 전자기파의 분산
8.2 패러데이 회전

- 참고문헌
- 문제

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제3부 원자의 구조와 선복사

제9장 원자의 구조
9.1 수소 원자의 기본 구조
9.2 수소 원자의 미세 구조와 초미세 구조★
9.3 헬륨 원자의 구조★
9.4 다전자 원자의 구조
9.5 원자의 에너지 준위 분포

제10장 복사천이★
10.1 쌍극자 복사천이 확률
10.2 아인슈타인 계수와 진동자세기
10.3 선택 규칙
10.4 수소 원자의 복사천이

제11장 분자의 구조와 스펙트럼★
11.1 분자 에너지 구조와 보른-오펜하이머 근사
11.2 전자 에너지와 분광항 표기법
11.3 회전 스펙트럼
11.4 진동 스펙트럼
11.5 분자의 회전 및 진동 에너지 준위 분포

- 참고문헌
- 문제

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제4부 유체역학의 기초

제12장 유체역학의 기본 방정식
12.1 유체의 개념
12.2 유체역학의 기술 방식
12.3 압력과 열 에너지
12.4 유체입자의 궤적
12.5 기본 방정식

제13장 유체의 평형
13.1 원반의 평형
13.2 단열 기체구: 폴리트로프★
13.3 등온 기체구
13.4 정상 평형: 베르누이 원리
13.5 소용돌이와 켈빈의 정리
13.6 속도장의 헬름홀츠 분해★
13.7 난류★

제14장 파동
14.1 정지한 균일 매질
14.2 움직이는 균일 매질★
14.3 층화된 원반

제15장 충격파
15.1 비선형 파동의 가팔라짐★
15.2 리만 특성 해석법★
15.3 단열 수직 충격파
15.4 빗각 충격파★
15.5 등온 충격파

- 참고문헌
- 문제

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제5부 유체의 진화

제16장 유체의 불안정
16.1 레일리-테일러 불안정
16.2 켈빈-헬름홀츠 불안정
16.3 대류 불안정
16.4 열 불안정

제17장 중력 불안정
17.1 3차원 균일 매질
17.2 얇은 회전 원반
17.3 그네 증폭★

제18장 초신성 잔해의 진화
18.1 자유팽창 단계
18.2 단열팽창 단계
18.3 넉가래 단계
18.4 합병 단계

제19장 비리얼 정리와 응용
19.1 비리얼 정리
19.2 비충돌 천체의 질량 추정
19.3 등온 성간운의 평형
19.4 은하 조석력과 성간운의 평형★

- 참고문헌
- 문제

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제6부 자기유체역학

제20장 기본 방정식
20.1 자기유체역학의 전제 조건
20.2 연속 방정식
20.3 운동량 방정식
20.4 옴의 법칙
20.5 J와 B의 관계식
20.6 유도 방정식
20.7 총에너지 방정식
20.8 로런츠 힘
20.9 요약

제21장 자기유체역학 파동
21.1 알펜파
21.2 빠른/느린 자기유체파
21.3 비틀림 알펜파★

제22장 자기유체 충격파
22.1 도약 관계식
22.2 접촉/접선 불연속면
22.3 회전 불연속면
22.4 수평 충격파(B∥v)
22.5 수직 충격파(B⊥v)
22.6 빗각 충격파★

제23장 자기유체역학 불안정★
23.1 자화된 매질의 레일리-테일러 불안정
23.2 파커 불안정
23.3 자기회전 불안정
23.4 자화된 매질의 중력 불안정

- 참고문헌
- 문제

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부록
Ⅰ. 천체물리 상수 및 단위
Ⅱ. 단위계에 따른 전자기 방정식의 변환
Ⅲ. 푸리에 변환
Ⅳ. 특수 상대성 이론의 기본 결과
Ⅴ. 벡터 연산
Ⅵ. 중력 퍼텐셜
- 참고문헌

작가정보

저자(글) 구본철

서울대학교 천문학 학사, 한국과학기술원 물리학 석사
미국 캘리포니아 주립대학교(버클리 소재) 천문학 박사
미국 하버드-스미소니언 천체물리연구소 연구원
서울대학교 물리ㆍ천문학부(천문학전공) 교수
현재 서울대학교 명예교수

저자(글) 김웅태

서울대학교 천문학 학사 및 석사
미국 메릴랜드 주립대학교 천문학 박사
미국 하버드-스미소니언 천체물리연구소 연구원
현재 서울대학교 물리ㆍ천문학부(천문학전공) 교수