天體物理概論期終習(xí)題

《天體物理概論》復(fù)習(xí)提綱（2009年）名詞解釋：大氣窗口；造父變星；秒差距；絕對星等；Jeans質(zhì)量；類星體（QSO）；哈勃關(guān)系；脈沖星；引力透鏡；微波背景輻射；密近雙星；光行差效應(yīng)；等離子體頻率；磁鏡效應(yīng)；費(fèi)米加速；法拉第旋轉(zhuǎn)；SZ效應(yīng)；熱溫度；色溫度；激發(fā)溫度；（射電）亮溫度；Gamov峰；譜線的等值寬度；振子強(qiáng)度；3α過程；快中子過程；Stromgen球如何測量宇宙中的磁場？什么叫色散測量？如何根據(jù)色散測量測量脈沖星的距離？推導(dǎo)束縛態(tài)電子散射電磁波的截面。如何探測中微子？簡述LIGO的工作原理。試推導(dǎo)Eddington光度。如果告訴你太陽表面的溫度以及太陽黑子的溫度，如何估算太陽黑子的磁場？如果絕對星等的定義是把恒星想象移到100pc處的視星等，則絕對星等與視星等之間的關(guān)系將如何表示？星際消光、星際紅化使得恒星看起來變暗、變紅。如果是利用一顆造父變星的周光關(guān)系確定其距離，則星際消光和星際紅化對距離的測定將有何影響？一顆星用藍(lán)光觀測比用紅光觀測顯得亮，則其B-V大于零，小于零，還是等于零？會不會有氫白矮星？為什么？分別畫出一顆B型星和一顆G型星在赫羅圖上的演化軌跡，并簡要說明其演化的不同階段發(fā)生的主要物理過程。普通恒星、中子星、白矮星在靜力學(xué)平衡的情況下與引力相抗衡的力是什么力？這三種情況下的質(zhì)量上限大約是多少？一對密近雙星，a星質(zhì)量稍大，b星質(zhì)量稍小，試描述該雙星系統(tǒng)演化的主要過程。21厘米射電譜線是如何產(chǎn)生的？利用它可以做些什么觀測？黑洞的引力半徑是如何定義的？為什么說黑洞與其周圍環(huán)境不能建立起熱平衡？AGN一般有哪些共同特點(diǎn)？如何測量哈勃常數(shù)？支持宇宙大爆炸起源的主要觀測證據(jù)有哪些？如果絕對星等的定義是把恒星想象移到100pc處的視星等，則絕對星等與視星等之間的關(guān)系將如何表示？一對密近雙星，a星質(zhì)量稍大，b星質(zhì)量稍小，試描述該雙星系統(tǒng)演化的主要過程。哈勃于1929年得到的重要發(fā)現(xiàn)是什么？這一發(fā)現(xiàn)有什么重要的宇宙學(xué)意義？支持宇宙大爆炸起源的主要觀測證據(jù)有哪些？如果宇宙空間是平直的（即三維歐幾里德空間），你認(rèn)為解決Olbers佯謬的關(guān)鍵在何處？如何測量哈勃常數(shù)？宇宙中應(yīng)當(dāng)存在大量不發(fā)光的暗物質(zhì)，對此你所知道的觀測證據(jù)有哪些？有何證據(jù)表明宇宙的過去一定有一個(gè)高溫的演化階段？簡要說明理由。1960年代天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)是什么？它們的意義何在？分別估算行星、恒星和星系的特征質(zhì)量和半徑。列舉測量天體距離和質(zhì)量的方法。假設(shè)中子星表面的磁場很弱，試估算中子星大氣層的高度（大氣標(biāo)高），假設(shè)中子星的表面溫度為106K，質(zhì)量為1.4太陽質(zhì)量，半徑為10公里。推到等離子體的德拜長度，并簡述其物理意義。入射頻率為ν0的光子與Lorentz因子為γe的電子對碰發(fā)生Compton散射，試推到別散射光子的頻率ν。試估算目前CMB在宇宙中的能量密度。當(dāng)太陽落入黑洞的時(shí)候，試估算太陽距離黑洞多遠(yuǎn)的時(shí)候黑洞的潮汐力開始起作用？如何測量高能宇宙線？試估算費(fèi)米星（由費(fèi)米簡并壓和星體的自引力相平衡的星體，例如白矮星和中子星）的最大質(zhì)量和對應(yīng)的半徑（提示：Landau的討論），并據(jù)此估算CO白矮星、鐵白矮星以及中子星的質(zhì)量和半徑。考慮由質(zhì)子和電子組成的理想氣體，當(dāng)質(zhì)量密度到達(dá)多少時(shí)，電子開始變得相對論？當(dāng)密度達(dá)到多少時(shí)逆beta反應(yīng)開始發(fā)生？考慮由質(zhì)子和電子組成的理想氣體，證明：當(dāng)電子非相對論時(shí)，氣體的物態(tài)方程的多方指數(shù)為5/3,當(dāng)電子相對論時(shí)，多方指數(shù)為4/3。試估算電子同步輻射的特征頻率和電子同步輻射的壽命？根據(jù)Maxwell方程，試推導(dǎo)電磁場的能量密度、能流密度(Poynthing矢量)。解釋相速度和群速度的區(qū)別。HeII的電離能是多少？恒星結(jié)構(gòu)和演化的基本方程？估算光子從恒星內(nèi)部擴(kuò)散到表面的時(shí)標(biāo)。簡述恒星內(nèi)部發(fā)生對流的條件。核反應(yīng)發(fā)生需要滿足的守恒率有哪些？寫出氫聚變到氦的等價(jià)核反應(yīng)方程。推導(dǎo)宇宙學(xué)紅移與宇宙尺度因子的關(guān)系。證明宇宙中輻射占主導(dǎo)時(shí)，宇宙尺度因子a(t)正比于t1/2