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第一章 日地物理学简史&C．T．Russell1

1．1 古代极光的观测1

1．2 早期地磁场的测量2

1．3 一门学科的诞生3

1．4 电离层和磁层8

1．5 太阳风11

1．6 磁层探测12

1．7 行星和行星际探测19

1．8 结语21

参考读物21

习题21

第二章 太空等离子体物理&M．G．Kivelson22

2．1 引言22

2．2 单粒子运动22

2．3 粒子的集体行为27

2．4 等离子体状态30

2．5 等离子体的流体描述32

2．6 磁流体动力学方程的两个应用38

2．7 结语40

附录2A 磁场中非相对论带电粒子的一些性质40

参考读物41

习题42

第三章 太阳及其磁流体力学&E．R．Priest44

3．1 引言44

3．2 新的太阳48

3．3 磁场的作用50

3．4 磁流体力学平衡、波和不稳定性53

3．5 太阳活动54

3．6 日珥57

3．7 日冕加热61

3．8 太阳耀斑63

3．9 结语68

习题69

第四章 太阳风&A．J．Hundhausen71

4．1 引言71

4．2 太阳风性质简介72

4．3 日冕中太阳风形成的基本概念75

4．4 日冕和太阳风的磁场结构85

4．5 太阳风中主要的随时间变化扰动96

参考读物99

习题99

第五章 无碰撞激波&D．Burgess100

5．1 引言100

5．2 无碰撞激波103

5．3 激波结构：怎样产生的?111

5．4 未被提及的事情118

附录5A De Hoffman-Teller参照系118

附录5B 高能粒子与前兆激波120

附录5C 激波法向的确定122

参考读物123

习题123

第六章 太阳风与具有内禀磁场行星的相互作用&R．J．Walker和C．T．Russell125

6．1 引言125

6．2 行星磁场125

6．3 磁层腔的大小128

6．4 磁层腔的形状130

6．5 自洽模型132

6．6 磁层周围的太阳风流动134

6．7 结语138

参考读物139

习题139

第七章 电离层&J．G．Luhmann141

7．1 引言141

7．2 离子的产生141

7．3 离子的损失148

7．4 由产生率和损失率确定电离层密度149

7．5 一个例子：地球电离层152

7．6 与电离层相关的其他考虑153

7．7 结语155

参考读物156

习题156

第八章 等离子体与非磁性物体的相互作用&J．G．Luhmann157

8．1 引言157

8．2 等离子体与类月物体的相互作用157

8．3 等离子体与带大气层星体的相互作用160

8．4 结语175

参考读物175

习题176

第九章 磁层顶，磁尾和磁重联&W．J．Hughes177

9．1 引言177

9．2 磁层顶177

9．3 地球磁尾180

9．4 磁重联187

9．5 磁层顶的磁重联202

9．6 重联和等离子体片边界层215

9．7 磁尾的稳态对流可能吗?219

9．8 结语220

参考读物220

习题220

第十章 磁层结构&R．A．Wolf222

10．1 引言222

10．2 地球磁层的磁场位形222

10．3 地球中磁层和内磁层等离子体224

10．4 电场和磁层对流233

10．5 绝热不变量和粒子漂移236

10．6 电离层——磁层耦合246

10．7 电离层电流249

10．8 沿磁场的电位降249

10．9 磁层粒子进入地球大气层的损失250

10．10 结语251

参考读物251

习题251

第十一章 脉动与磁流体力学波&M．G．Kivelson253

11．1 引言253

11．2 基本方程255

11．3 线性波方程256

11．4 冷等离子体中的波257

11．5 温等离子体中的波260

11．6 电离层边界条件263

11．7 偶极子磁场中的MHD波265

11．8 波能的来源268

11．9 不稳定性269

11．10 行星磁层和其他区域中的波270

参考读物271

习题272

第十二章 等离子体波&C．K．Goertz和R．J．Strangeway273

12．1 引言273

12．2 双流体等离子体中的波273

12．3 未磁化等离子体中的波276

12．4 磁化等离子体中的波287

12．5 动力学理论和波不稳定性299

参考读物303

习题303

第十三章 磁层动力学&R．L．McPherron305

13．1 引言305

13．2 磁活动的类型306

13．3 磁活动的度量：地磁指数311

13．4 太阳风对地磁活动的控制312

13．5 磁层对地磁活动的控制320

13．6 亚暴的唯象模型328

13．7 结语335

附录13A 测量磁场的仪器336

附录13B 标准地磁活动指数342

参考读物347

第十四章 极光和极光电离层&H．C．Carlson Jr．和A．Egeland348

14．1 引言348

14．2 极光粒子沉降：极光谱线351

14．3 极光的时空分布361

14．4 极光亚暴367

14．5 极光电离层370

14．6 极光对无线电波的影响373

14．7 向电离层的能量传输373

14．8 与磁层-电离层-热层中边界及物理过程的关系376

14．9 稳态日向极光弧：能量学和热平衡376

参考读物377

习题378

第十五章 外行星的磁层&C．T．Russell和R．J．Walker380

15．1 引言380

15．2 太阳风特性的变化381

15．3 磁层的尺度384

15．4 重联的作用386

15．5 行星的卫星与行星磁层的相互作用388

15．6 辐射带389

15．7 波和不稳定性391

15．8 无线电波辐射392

15．9 结语393

参考读物393

习题393

附录1 符号，矢量恒等式，微分算子394

附录2 太空物理学的基本常量和等离子体参量400

附录3 地球物理坐标系变换402

参考文献411

名词索引427