5분 뚝딱 물리학 수업 : 1도 모르는 사람을 위한 물리학 상식

사마키다케오

1949년생으로,지바대학교교육학부에서과학교육(물리화학)을전공했고,도쿄가쿠게이대학교대학원에서교육학연구과과학교육전공(물리화학강좌)과정을수료했다.호세이대학교생명과학부환경응용화학과교수를역임했으며현재는도쿄대학교비상근강사이자중학교과학교과서『새로운과학』의편집위원,과학을좋아하는사람들을위한잡지『이과탐험(RikaTan)』의편집장이다.전문분야는과학교육과과학커뮤니케이션으로,과학의재미를알리는책을집필하고강연하면서하루하루를보내고있다.주요저서에는『머릿속에쏙쏙!물리노트』,『머릿속에쏙쏙!미생물노트』,『재밌어서밤새읽는화학이야기』,『재밌어서밤새읽는물리이야기』,『재밌어서밤새읽는지구과학이야기』,『과알못도빠져드는3시간과학』,『과알못도빠져드는3시간생물』,『5분뚝딱물리학수업』등이있다.

시작하는글

1장힘과에너지-물체는어떻게움직일까?

훅의법칙-용수철,나무,돌,뼈등다양한물체의변형을실험했다
힘의평행사변형법칙-삼각형위에서균형을이루는힘을발견했다
만유인력의법칙-발견당시는초자연적이라고비난받았다
운동의제1법칙(관성의법칙)-천동설을물리치고지동설을증명했다
운동의제2법칙(운동의법칙)-힘의단위뉴턴(N)의유래가됐다
운동의제3법칙(작용반작용의법칙)-손바닥위에사과를올리면사과를떠받치는손바닥도사과로부터힘을받는다
관성력-진자실험으로지구의자전을증명했다
운동량보존의법칙-논쟁끝에운동량은질량×속도로정의되었다
각운동량보존법칙-천체관측결과를토대로행성운행에관한법칙을이끌어냈다
진자의법칙-성당천장에매달린샹들리에가흔들리는것을보고번득였다
지레의원리(지레의법칙)-왕의명령으로지레를응용한도르래로군선을움직였다
일의원리-기계장인들의경험적지식으로부터일의효율을생각했다
역학적에너지보존법칙-많은과학자들에의해에너지의성질이밝혀졌다
에너지보존법칙-배에서의사로일한경험에서에너지의다양한형태에흥미를가졌다

2장전자기-눈에보이지않는전기로가득차있다

전기와전류회로-많은물질이문지르면가벼운물체를끌어당기는성질을갖고있다
자기와자석-자침의움직임을보면지구는거대한자석이었다
옴의법칙-전류가자기장을만드는현상에대한흥미가전기연구의계기가됐다
키르히호프의법칙-복잡한회로를흐르는전기는어떻게측정할수있을까?
쿨롱의법칙-전기력은힘과거리에크게관계한다
줄의법칙-줄열의발생량을실험으로밝혔다
오른나사의법칙-전력과자력은서로관계한다
플레밍의왼손법칙-학생에게전류·자기장·힘의관계를알기쉽게가르치려면어떻게해야할까?
패러데이의전자기유도법칙-전기와자기의관계를알면자기로부터전기를만들수있다
전자파-전기와자기의작용은파동이되어빠른속도로전파된다

3장파동-모든물질이전달되는구조

파동의파장과진동수-이론적으로예언되었던전자파의송수신에성공했다
소리의3요소-음정의높이는악기의물리적조건으로달라지지않을까?
하위헌스의원리-파동은다양한모양을만들고전파방식에법칙이있는것같다
반사·굴절의법칙-빛의반사와굴절은소리와물등의파동과공통성질이있다
빛의파동설과입자설-빛의정체는입자일까,파동일까?
빛의분산과스펙트럼-고성능프리즘으로태양광을관찰했더니암선이보였다
빛의회절·간섭-의사로서가졌던인간의시각에대한관심이광학연구로이어졌다
도플러효과-소리의높이가다르게들리는현상으로이중성의색깔변화를설명했다

4장유체-기체와액체는어떻게움직일까?

아르키메데스의원리-왕의명령으로황금왕관의진위를확인하게되었다
파스칼의원리-진공에대해생각하다대기에무게가있다는사실을깨달았다
베르누이의정리-에너지보존의생각을토대로유체의성질을탐구했다
쿠타·주코프스키의정리-글라이더비행실험을보고양력을떠올렸다
레이놀즈의상사법칙-조선기술을배운경험이배의안전성연구로이어졌다

5장열-열은어떻게발생할까?

열과온도-대포의포신이뜨거워지는것을보고열소설을의심했다
보일·샤를의법칙-진공펌프를사용해기체가갖는다양한성질을조사했다
열역학제0법칙-토성의고리연구를계기로분자운동론이만들어졌다
열역학제1법칙-가업인양조장한쪽에서열을만들어내는실험을했다
열역학제2법칙-열은고온에서저온으로만흐른다는것을인정해버리자
열역학제3법칙-온도에하한은있을까?그때물질은어떻게될까?

6장미시세계-시간과공간을이루다

방사능·방사선-미지의방사능을찾기위해광물로부터원소를분리했다
핵반응-원자핵에는큰힘이작용할텐데왜안정적일까?
소립자와쿼크-원자에는양성자,중성자,전자외에새로운입자가있을것이다
광속도불변의원리와특수상대성이론-빛의속도는어떤경우에도변하지않는다고인정해버리자

이책에등장하는법칙과원리목록

참고문헌

누가물리가재미없다고그래?
50가지테마로자연스럽게익히는최적의물리교양서

현대과학기술은19~20세기에다져진과학의기초연구가다양한분야에서꽃을피우고있는산물이다.3D프린트로집을짓고,로봇이식당에서음식을나르며,자율로주행하는자동차가생산되고있다.이러한시대를살면서지식과정보에소외되지않으려면어느정도의과학지식을갖출필요가있다.오늘날물리법칙은선택이아니라필수가된것이다.

이런이유로이과출신이대접받는세상이다.전문분야가없는애매한사무직으로이어지는문과생보다는현장에서실제로적용할수있는기술을가진이과생들의몸값이훨씬더높다.비단정보통신분야만이아니라모든산업계에서공통으로발생하고있는현상이다.

저자는오랜기간현역교사로일한경험을살려문·이과를선택해야하는결정적시기에이책을통해이과지능을깨우게한다.이책은직접읽고배우는학생들은물론,새로운방향의과학과물리교육을고민하는교사와학부모에게도과학공부에대한신선한자극제가되어줄것이다.

교과연계
고등학교>과학>물리학>역학과에너지
고등학교>과학>물리학>물질과전자기장
고등학교>과학>물리학>파동과정보통신