물리학의 기본을 이야기하다 (# 임채호 교수의 물리학 강의)

물리학의 기본을 이야기하다 (# 임채호 교수의 물리학 강의)

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Description
물리학의 기본 정신과 자연현상을 이해하고,
그 원리를 파악할 수 있게 구체적 내용으로 정리!
우리가 새롭게 세워야 할 과학적 전통과 훈련 그리고 창의적 아이디어를 전개할 수 있는 환경을 마련하는 데 보탬이 되고자『교양으로 읽는 물리학 강의』(2015년)를 집필한 서강대학교 물리학과의 임채호 교수가 물리학의 기본 정신과 자연현상의 원리를 파악하도록 도와주는 것을 목표로 『물리학의 기본을 이야기하다』를 펴냈다. 『교양으로 읽는 물리학 강의』가 개념을 생각하고 자연현상을 소개하는 것에 역점을 두었다면, 이 책은 구체적으로 수치를 대입하여 자연현상을 이해하고 그 원리를 파악할 수 있는 능력을 키우는 데 주안점을 두었다.

저자의 말에 따르면, 물리학은 자연현상을 논리적이고 이성적으로 표현하는 결과물이다. 이 물리학을 정립하는 데 중요한 요소는 실험이며, 실험은 논리적인 표현을 뒷받침할 뿐 아니라 인간이 가지고 있는 상상력의 한계를 확장하는 역할도 한다. 따라서 물리학에는 실험과정에서 우연히 찾아낸 자연현상의 목록으로 가득 차 있다. 물리학에서는 사물의 미래를 정밀하게 예측할 수 있는 정교한 방식으로 미분방정식을 활용하지만, 그렇다고 미분방정식과 같은 수학을 이해해야만 그 의미를 파악할 수 있는 것은 아니다. 실제로 중고등학교에서 배운 기하학과 간단한 미분과 적분, 그리고 2차방정식을 다룰 수준이면 기본 개념을 파악하는 데 문제가 없다.

따라서 저자가 집필한 두 책 모두 고등학교에서 인문교육을 받은 사람이라면 누구나 읽을 수 있는 수준이며, 지난 수년 동안 전북대학교와 서강대학교 인문·사회계 학생들이 일반물리를 수강하지 않고도 물리학을 이해할 수 있게 한 학기 과정으로 강의한 내용을 정리한 것이다.
저자

임채호

서울대학교물리학과를졸업하고미국스토니브룩대학교(뉴욕주립대)에서박사학위를받았다.미국시애틀워싱턴대학교및MIT방문학자와전북대학교물리학과교수를거쳐현재서강대학교물리학과교수로재직중이다.주로고에너지물리에서나오는양자론과우주초기를다루는양자중력을해석학적방법론으로연구하고있다.지은책으로는『등각장론』,『물리학의세계』,『교양으로읽는물리학강의』등이있다.

목차

들어가면서
1장물체의움직임을분석하는방식에대한이해
1.어떻게시작할까?/2.속도는어떻게표시해야할까?/3.속도의변화를나타내는가속도/4.힘과운동방정식
2장에너지와파워
1.운동에너지/2.힘이일을한다/3.용수철이하는일/4.여러형태의에너지/5.만유인력과위치에너지/6.파워
3장마찰력은움직이는물체를어떻게정지시키는가
1.미끄러지면서정지하기/2.공기저항때문에정지하기/3.미끄러지지않고정지하기
4장주기운동은어떻게다루는가
1.원운동과각속도/2.원운동과구심력/3.토크와에너지/4.단진동과주기/5.용수철과단진동/6.진동하는물체의에너지
5장압력과힘은어떻게다른가
1.압력/2.정지한유체와압력/3.움직이는유체의에너지
6장파동은어떻게다루는가
1.진동의전달/2.압력이만드는파동/3.에너지를전달하는파동/4.파동이전달되는모습/5.파동과간섭
7장전기에너지와기전력
1.전류와전자석/2.전류사이에작용하는힘/3.코일에저장되는에너지/4.전기에너지의변환
8장전자파의방출
1.전기력과전장/2.축전기와전기에너지/3.교류와전하의진동/4.전자파
9장열이란무엇인가
1.온도/2.이상기체와온도계/3.이상기체와분자운동/4.열과비열/5.정압비열
10장열은얼마나효율적으로쓸수있나
1.열효율/2.순환기관과열효율/3.열효율과엔트로피/4.열과분자운동
11장빛의정체는무엇인가
1.빛은광선이다/2.빛은파동이다/3.빛은광자다
12장전자는어떻게다루어야하나
1.전자의확인/2.원자안에놓인전자/3.물질파와원자궤도/4.전자의간섭무늬와불확정성원리/5.전자의스핀과동일입자
13장마치면서
질량에너지가알려주는우주

출판사 서평

자연을보다직접적이고쉽게파악할수있게
에너지의이해와활용을다루다!


물리학을운동법칙과운동방정식을근간으로설명하는대부분의책과는달리,이책은에너지를근간으로하는접근법을사용한다.실제로고급물리학을전공하는대부분의물리학자들은에너지와관련된개념을중심으로자연현상을이해한다.그까닭은에너지가운동법칙보다더기본적인개념이며,벡터(크기와방향을동시에나타내는물리량)를직접사용하지않기때문이다.

1장과2장은자연현상을서술하는방식을다루고있다.뉴턴의운동법칙과,이를에너지로파악하는방법을다룬다.
3장부터6장까지는일상에서자주접할수있는마찰력,주기운동,압력과파동을다룬다.이부분은역사적으로볼때16세기이후19세기까지일상에서접하는현상을다룰수있는기본방식을정립한것이기도하다.
7장과8장은전류와전하및전자파를다루고있고,9장과10장은열과엔트로피를다룬다.19세기에확립된전기와열에대한지식은20세기들어물질을혁신적으로다룰수있는기반을형성하는데중요한역할을하였다.빛과전자를자유자재로다룰수있는능력이형성하게된것도전기와열을다룰수있게된덕분이다.
11장과12장은빛과전자를현대적으로다루는방식에대해서술한다.마치는글13장에서는20세기에새롭게알려진질량에너지의역할을소개하면서천문과우주의다이내믹한현상의중심에질량에너지가있음을알게한다.

각단원에는‘생각해보기’와‘확인하기’가있다.생각해보기는본문에서다룬지식을좀더구체적으로파악하고좀더깊은내용을생각할수있는질문으로구성되어있다.생각해보기의홀수문제는개념이추상적으로흐르지않도록숫자를통해개념을이해하는역할로활용하였고,결과를확인할수있게답을제공하였다.생각해보기의짝수문제는많은경우독자가직접여러문헌과정보를찾아봄으로써스스로깨우칠수있는문제나본문에서다루지못한개념을소개하는문제이다.따라서관심있는독자라면이문제와씨름하는것이바람직하다고생각한다.확인하기는독자가본문의내용을이해하고있는지를확인할수있도록선별하였고,간단한답도제공하고있다.
차근차근풀어나가는이책을읽다보면자연현상을아우르는물리학의매력,곧인간의이성과합리적인생각을바탕으로하여이루어진수학적방법과실험적도구가성공적임을확인할수있다.그리고여전히해결해야하고채워넣어야할많은연구가필요하다는것도…….