高能量密度物理：基礎、慣性約束聚變和實驗天體物理學

第1章 高能量密度物理導論
1.1 若干歷史注記
1.2 高能量密度物理的各種狀態(tài)
1.3 慣性約束聚變簡述
1.4 實驗天體物理學簡述
1.5 與以前有關(guān)著作的聯(lián)系
1.6 變量和符號
第2章 流體與等離子體的描述
2.1 多方氣體的歐拉方程組
2.2 麥克斯韋方程組
2.3 更加普遍和完全的單流體運動方程組
2.3.1 一般的單流體運動方程組
2.3.2 磁流體力學
2.3.3 三溫單流體模型
2.3.4 計算機數(shù)值模擬方法
2.4 等離子體理論
2.4.1 傳統(tǒng)等離子體理論的有效性狀況
2.4.2 雙流體運動方程組
2.4.3 動理學的描述
2.5 單個粒子的運動
第3章 高能量密度等離子體的性質(zhì)
3.1 簡單物態(tài)方程
3.1.1 多方氣體
3.1.2 輻射主導的等離子體
3.1.3 費米簡并的物態(tài)方程
3.2 電離等離子體
3.2.1 根據(jù)薩哈方程的電離平衡
3.2.2 連續(xù)能區(qū)下降和離子球模型
3.2.3 庫侖相互作用
3.3 電離等離子體的熱力學
3.3.1 廣義多方指數(shù)
3.3.2 壓力、能量及相關(guān)結(jié)論
3.3.3 物態(tài)方程的概貌
3.4 計算使用的物態(tài)方程
3.4.1 托馬斯-費米模型和QEOS
3.4.2 表格式物態(tài)方程
3.5 實驗室和天體物理學使用的物態(tài)方程
3.5.1 物態(tài)方程的天體物理學背景
3.5.2 實驗室物態(tài)方程及其在天體物理學中的應用
3.6 測量物態(tài)方程的實驗
3.6.1 平面飛片直接撞擊
3.6.2 阻抗匹配
3.6.3 其他方法
第4章 沖擊與稀疏
4.1 沖擊波
4.1.1 沖擊間斷跳躍條件
4.1.2 沖擊絕熱線和物態(tài)方程
4.1.3 一些有用的沖擊波關(guān)系式
4.1.4 經(jīng)過沖擊波后熵的變化
4.1.5 斜沖擊波
4.1.6 沖擊波與界面的相互作用和平面飛片撞擊
4.2 稀疏波
4.2.1 平面一維等溫稀疏過程和自相似分析
4.2.2 黎曼不變量
4.2.3 平面一維絕熱稀疏過程
4.3 爆炸波
4.3.1 爆炸波中的能量守恒
4.3.2 自相似運動的一般討論
4.3.3 謝多夫-泰勒球面爆炸波
4.4 流體動力學界面現(xiàn)象
4.4.1 沖擊波在界面處的行為及其影響
4.4.2 追趕沖擊波
4.4.3 稀疏過程中產(chǎn)生的二次沖擊波
4.4.4 爆炸波在界面處的行為
4.4.5 稀疏波在界面處的行為
4.4.6 斜沖擊波在界面處的行為
第5章 流體動力學不穩(wěn)定性
5.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性簡述
5.1.1 浮力的驅(qū)動作用
5.1.2 流體動力學描述的基礎
5.2 瑞利一泰勒不穩(wěn)定性線性理論的應用
5.2.1 兩個均勻流體之間界面的瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
5.2.2 黏性對瑞利-泰勒不穩(wěn)定性的影響
5.2.3 具有密度梯度系統(tǒng)的瑞利-泰勒不穩(wěn)定性和全局模式
5.3 對流不穩(wěn)定性或熵模式
5.4 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性非線性階段的浮力-阻力模型
5.5 模式耦合
5.6 開爾文-亥姆霍茲不穩(wěn)定性
5.6.1 開爾文-亥姆霍茲不穩(wěn)定性的基本方程組
5.6.2 具有陡峭變化邊界的均勻流體系統(tǒng)
5.6.3 具有擴展的速度剪切層、其余區(qū)域均勻的流體系統(tǒng)
5.6.4 存在過渡區(qū)的均勻流體系統(tǒng)
5.7 沖擊波穩(wěn)定性和里希特邁耶一緬?？路虿环€(wěn)定性
5.7.1 沖擊波穩(wěn)定性
5.7.2 沖擊波與波紋形界面的相互作用
5.7.3 沖擊波經(jīng)過后界面的演化--里希特邁耶-緬?？路虿环€(wěn)定性
5.8 流體動力學湍流
第6章 輻射輸運
6.1 基本概念
6.1.1 輻射的性質(zhì)與描述
6.1.2 熱輻射
6.1.3 輻射與物質(zhì)相互作用的類型
6.1.4 輻射與物質(zhì)凈相互作用的描述
6.2 輻射輸運
6.2.1 輻射輸運方程
6.2.2 輻射輸運計算
6.2.3 天體物理學和實驗室研究中使用的不透明度
6.2.4 平衡擴散極限下的輻射輸運
6.2.5 非平衡擴散和雙溫模型
6.3 相對論輻射輸運的考察
第7章 輻射流體力學
7.1 輻射流體力學方程組
7.1.1 基本方程組
7.1.2 熱力學關(guān)系
7.2 輻射和漲落
7.2.1 輻射聲波，光學厚情形
7.2.2 輸運較為重要情形中冷卻的作用
7.2.3 光學薄的聲波
7.2.4 輻射熱不穩(wěn)定性
7.3 輻射擴散和馬夏克波
7.3.1 馬夏克波
7.3.2 電離輻射波
7.3.3 常能量的輻射擴散波
7.4 輻射沖擊波
7.4.1 輻射沖擊波的各種狀況
7.4.2 輻射沖擊波的流體動力學
7.4.3 輻射前驅(qū)波的模型
7.4.4 光學薄介質(zhì)中的輻射沖擊波
7.4.5 下游光學厚、上游光學薄介質(zhì)中的輻射沖擊波
7.4.6 光學厚介質(zhì)中輻射沖擊波的流體動力學
7.4.7 光學厚介質(zhì)中的輻射沖擊波，通量主導狀況
7.4.8 光學厚介質(zhì)中的輻射沖擊波，輻射主導狀況
7.4.9 沖擊波中電子與離子的耦合
7.5 電離陣面
第8章 創(chuàng)建物質(zhì)的高能量密度狀況
8.1 激光束直接輻照
8.1.1 激光技術(shù)
8.1.2 激光束聚焦
8.1.3 電磁波的傳播與吸收
8.1.4 激光散射和激光-等離子體不穩(wěn)定性
8.1.5 電子熱輸運
8.1.6 燒蝕壓力
8.2 黑腔
8.2.1 激光束轉(zhuǎn)換為X射線
8.2.2 離子束產(chǎn)生X射線
8.2.3　x射線引起的燒蝕
8.2.4 與黑腔有關(guān)的其他問題
8.3　z箍縮與相關(guān)的實驗方法
8.3.1 應用于高能量密度物理研究的z箍縮技術(shù)
8.3.2 動力黑腔
8.3.3 磁驅(qū)動高速平面飛片
第9章 慣性約束聚變
9.1 發(fā)生聚變的燃料終態(tài)條件
9.1.1 聚變反應所需燃料及其終態(tài)狀況
9.1.2 能量增益：是否值得去做
9.1.3 壓縮狀態(tài)下氘氚燃料的性質(zhì)
9.2 燃料終態(tài)的形成和聚變點火
9.2.1 高度壓縮狀態(tài)的實現(xiàn)
9.2.2 聚變?nèi)剂宵c火
9.2.3 中心熱點點火
9.2.4 快點火
9.3 困境和問題
9.3.1 瑞利-泰勒不穩(wěn)定性
9.3.2 對稱性
9.3.3 激光-等離子體不穩(wěn)定性
第10章 實驗天體物理學
10.1 流體動力學系統(tǒng)的標度關(guān)系
10.2 一個透徹的例子：Ⅱ型超新星中的流體動力學界面不穩(wěn)定性
10.2.1 關(guān)于Ⅱ型超新星的天體物理學基本知識
10.2.2 超新星中界面不穩(wěn)定性的標度參數(shù)問題
10.2.3 Ⅱ型超新星中界面不穩(wěn)定性的模擬實驗
10.3 另一個例子：星際云團破碎中的相互作用
10.4 輻射流體力學系統(tǒng)的標度關(guān)系
10.5 輻射天體物理噴流：研究背景和標度關(guān)系
10.5.1 天體物理噴流的基本知識
10.5.2 從輻射天體物理噴流至實驗室系統(tǒng)的標度關(guān)系
10.5.3 輻射噴流的實驗
第11章 相對論高能量密度系統(tǒng)
11.1 超快激光器的發(fā)展
11.2 強電磁場中單電子的運動
11.3 激光與等離子體相對論相互作用的引發(fā)
11.4 吸收機制
11.5 諧波的產(chǎn)生
11.6 相對論自聚焦和誘導透明性
11.7 粒子的加速
11.7.1 等離子體內(nèi)的加速
11.7.2 利用固體靶表面的電場勢進行加速
11.7.3 利用庫侖爆炸進行加速
11.8 鉆孔現(xiàn)象和無碰撞沖擊波
11.9 其他現(xiàn)象
附錄A 物理常數(shù)，縮寫詞，變量符號
附錄B 簡單的Mathematica計算編碼
參考文獻