다이얼로그 물리학 4: 상대성이론·양자역학 (묻고 답하며 알아가는 물리학)

다이얼로그 물리학 4: 상대성이론·양자역학 (묻고 답하며 알아가는 물리학)

$20.33
Description
흥미로운 소재와 친근한 대화체 구성의 160개 에피소드를 통해
기본 개념을 제대로 잡아주는 친절하고 꼼꼼한 일반물리학 입문서
이 책은 〈다이얼로그 물리학〉 시리즈(총 4권)의 네 번째 책으로, 일반물리학의 네 영역 가운데 상대성이론ㆍ양자역학에 대해 다룬다. 〈다이얼로그 물리학〉 시리즈는 일상에서 경험하는 다양한 과학 현상에 숨은 기본적인 물리 개념들을 최소한의 수학을 통해 이해할 수 있도록 구성된 일반물리학 입문서다. 우리는 일상에서 흥미롭고 다채로운 과학 현상들을 경험한다. 하지만 복잡한 수학을 모른다면 이러한 현상들에 내재한 자연법칙을 직관적으로 이해하기란 쉽지 않다. 그래서 점차 과학을 소수의 전문가나 학자들만이 다루는 학문으로 바라보게 된다. 하지만 과학은 인류의 삶에서 일상을 넘어 세상의 모든 현상을 설명하고, 나아가 그 너머를 명료하게 바라볼 수 있게 하는 창으로서 기능한다. 그러므로 우리는 학문이 아닌 현대 사회의 핵심 교양이자 보편의 문화로서 과학을 다룰 수 있어야 한다.
〈다이얼로그 물리학〉은 30여 년간 대학 강단에 서며 물리학을 강의해온 저자(이화여대 물리학과 이공주복 교수)가 일반물리학의 교육과정에 따라 고전역학(1권), 물성ㆍ파동ㆍ열역학(2권), 전자기학(3권), 상대성이론ㆍ양자역학(4권)의 전 4권으로 편성하여 집필한 시리즈다. 이 시리즈는 수학을 주요 소통 수단으로 하는 전통적인 일반물리학의 기술 방식에서 벗어나, 저자의 분신인 ‘바리 교수’와 두 학생 ‘울리’, ‘엘리’가 서로 묻고 답하며 대화하는 형식으로 구성된다. 두 학생은 개념 이해에 초점을 둔 상세하고도 명쾌한 바리 교수의 설명을 통해 물리학의 기초 개념들을 하나씩 깨우쳐 나가며, 일상에 산재한 자연법칙들을 풀어낸다. 더불어 각 권 40개(총 160개) 에피소드는 호기심을 자극하는 흥미로운 소재와 제목들, 풍부한 사례와 관련 삽화들로 구성되어 필수적인 개념을 어렵지 않게, 하지만 탄탄하게 짚어낸다.
각 에피소드에서는 핵심적인 물리 용어 및 개념을 부제목으로 달아둠으로써 독자가 순서에 구애받지 않고 흥미로운 주제 먼저, 혹은 예습ㆍ복습이나 개념 연결을 위해서 필요할 때마다 편하게 찾아볼 수 있게 했다. 또한 본문 곳곳에서 해당 에피소드와 연계해 보면 좋을 개념 및 내용이 언급된 다른 에피소드들을 ‘(○권 ○화 참조)’의 형식으로 언급함으로써 독자가 에피소드와 권차를 넘나들며 개념을 연결하고 지식을 심화할 수 있도록 했다. 뿐만 아니라 각 에피소드의 마지막에는 ‘바리 교수의 물리노트’를 제시함으로써 독자가 해당 에피소드에서 다룬 개념과 원리, 공식들을 다시 한 번 이해하고 점검하며, 심화 학습을 할 수 있도록 구성했다.
『다이얼로그 물리학 4: 상대성이론ㆍ양자역학』은 고전물리학의 영역을 주로 다룬 1~3권과 달리, 소위 ‘현대물리학’이라고 불리는 1900년대 이후 발전한 물리학인 양자역학과 상대성이론을 다룬다. 빛과 물질의 이중성부터 양자역학, 특수상대성이론과 일반상대성이론, 핵물리학의 주요 개념들을 짚어나가는데, 고전물리학처럼 일상에서 직접적으로 경험할 수 있는 현상들이 아니기에 혼란스러울 수 있으므로 가급적 쉬운 언어로 흥미로운 사례들을 통해 풀어낸다. 더불어 일부 에피소드에서는 아인슈타인을 비롯한 주요 현대물리학자들의 삶과 업적에 대해서도 간략히 소개한다.
책 속의 등장인물들이 주고받는 대화는 비이공계 학생들이 물리를 공부하며 궁금해하는 것들, 그리고 이공계 학생들이 특히 취약하게 느끼는 개념들을 중심으로, 그것을 적절한 눈높이에서 바라보며 전개된다. 이들의 대화를 차근차근 따라가다 보면 어느 순간 세상 모든 물리의 원리와 이론, 법칙들을 자연스럽게 깨우칠 수 있다. 과학에 관심이 많은 중학생, 이공계 진학을 꿈꾸는 고등학생, 물리 공부는 해보고 싶은데 복잡하고 많은 수식과 계산들 때문에 접근이 어렵다고 생각하는 비이공계 대학생, 계산은 잘하지만 개념 이해가 부족한 이공계 대학생, 그리고 물리학의 맛을 제대로 보고 싶은 일반인까지 진지하게 공부하고자 하는 독자라면 누구에게나 이 시리즈가 과학적 기본기를 다질 수 있도록 돕는 안내서가 되어줄 것이다.
저자

이공주복

이공주복교수는이화여자대학교물리학과를졸업하고미국템플대학교에서응집물질물리학이론으로박사학위를받았다.미국템플대학교와서울대학교이론물리학연구센터박사후연구원을거친후30년이넘는시간동안이화여자대학교물리학과교수로재직하고있으며,(주)동아사이언스사외이사로도활동중이다.수학보다는개념을우선하여이해하는것에중점을두는방식의일반물리학강의를오랫동안시도해왔고,강의우수교수로선정되기도했다.
이화여자대학교(구)교수협의회회장및교무처장,한국물리학회이사,JKPS편집위원장및부회장,(구)국가과학기술심의회정책조정전문위원,(구)과학기술부지정전국여성과학기술인지원센터센터장,중소기업기술정보진흥원이사등을역임했다.최근의연구관심분야는생체계에대한이론물리학응용,음향메타물질,미래인적자원을위한정책개발등이다.
지은책으로는『세상뭐든,물리1ㆍ2』,『만득이의물리귀신따라잡기1ㆍ2ㆍ3』,『정확히풀리는양자계』(공저),『양자장론에의한저차원물리계』(공저)가있고,그외에「여성과학기술인,왜어떻게지원해야하는가」,「미래인재균형개발을위한정책보고서」등다수의정책보고서가있다.

목차

들어가며

01.달리는탑차에서쏜광선의속력이변하지않는다구요?[특수상대성이론의기본가정/동시성의상대성]
02.빨리뛸수록나이를덜먹을수있다구요?[특수상대성이론_시간지연]
03.빨리뛸수록홀쭉해보인다구요?[특수상대성이론_길이수축]
04.우주여행을다녀오면진짜덜늙는다구요?[특수상대성이론_쌍둥이역설/시공간]
05.빨리뛸수록홀쭉해지는동시에무거워진다구요?[특수상대성이론_질량증가_질량ㆍ에너지등가]
06.중력장에서빛이휜다구요?[일반상대성이론_등가원리]
07.슈퍼스타,알베르트아인슈타인[AlbertEinstein,1879~1955]
08.귀체온계가더정밀하다구요?[흑체복사]
09.양자의아버지,막스플랑크[MaxPlanck,1858~1947]
10.태양광만이용해서세계일주비행을했다구요?[광전효과]
11.골밀도측정원리에도양자역학이필요하다구요?[콤프턴효과]
12.전자를따라가면입자고,따라가지않으면파동이라구요?[물질파]
13.프랑스공작,루이드브로이[LouisdeBroglie,1892~1987]
14.정지한물체의위치를정확히알수없다구요?[불확정성원리_위치-운동량]
15.모든물리량이변하지않아야에너지를정확히측정한다구요?[불확정성원리_에너지-시간]
16.양자역학을창시한청년,베르너하이젠베르크[WernerHeisenberg,1901~1976]
17.보어의원자모형에서전자는특정한궤도에만있을수있다구요?[톰슨→러더퍼드→보어의원자모형]
18.보어의원자모형에서전자는정상파라구요?[보어의원자모형과물질파/상보성원리/대응원리]
19.고전물리와양자물리의가교자,닐스보어[NielsBohr,1885~1962]
20.신도주사위놀이를한다구요?[파동함수해석]
21.양자역학을창시한또다른한명,에르빈슈뢰딩거[ErwinSchr?inger,1887~1961]
22.고양이가동시에살았을수도있고,또죽었을수도있다구요?[슈뢰딩거의고양이]
23.양자세계에서는벽을통과할수있다구요?[터널링현상]
24.치밀한수리물리학자,막스보른[MaxBorn,1882~1970]
25.양자세계에서용수철진자는가만히있을수없다구요?[단조화진동자]
26.원자속전자가구형으로만분포하는것이아니라구요?[수소원자전자확률분포]
27.자기장과나란한방향의각운동량만양자화가된다구요?[궤도(자기)양자수/제이만효과]
28.전자는자전하지않는다구요?[스핀(자기)양자수]
29.궤도각운동량의양자화를입증하려다스핀을확인했다구요?[슈테른-게를라흐실험]
30.똑같은전자는함께있을수없다구요?[배타원리와주기율표]
31.전자가너무많아쿨롱인력이약해진다구요?[원자의전자배열]
32.물리학의양심,볼프강파울리[WolfgangPauli,1900~1958]
33.광자하나를보내2개를얻는다고요?[레이저원리와응용]
34.하나더하기하나가둘이아니라구요?[원자핵결합에너지]
35.원자핵에도매직넘버가있다구요?[원자핵모형]
36.중성자가양성자로변할수있다구요?[방사성붕괴/반감기]
37.방사능연구의선구자,마리퀴리[MarieCurie,1867~1934]
38.화재경보기가핵붕괴를이용한거라구요?[핵반응]
39.MRI가원래는‘핵’이들어간NMRI라구요?[MRI/핵분열/핵융합]
40.힘을전달하는입자들이있다구요?[네가지기본힘/표준모형]