누워서 골라 먹는 비주얼 물리 112 : 어려운 물리 공부, 그래도 해야 한다면?
후쿠에준,후쿠에쓰바사,후쿠에케이
저자:후쿠에준
일본오사카대학교명예교수이다.교토대학교에서이학박사를취득하였다.주요저서로는『그림으로알수있는우주의탄생』,『SF천문학입문(상·하)』,『아인슈타인의숙제』,『과학나라의앨리스』,『SF는어디까지가능한가?』,『블랙홀을길들이다!』등이있다.
저자:후쿠에쓰바사
일본고베시외국어대학외국어학부교수이다.교토대학교에서이학박사를취득하였다.2009년일본국립천문대화와이관측소에서태양계외계행성탐사프로젝트실연구원으로일하였다.저서로는『생명은우주어디에서태어났는가?』가있다.
저자:후쿠에케이
일본도쿄대학교에서이학박사를취득하였다.교토산업대학교가미야마천문대연구원으로일하고있다.
역자:김종수
영남대학교자연과학대학물리학과교수이다.영남대학교물리학과를졸업하고동대학원에서박사학위를받은후일본물질·재료연구소物質·材料硏究機構연구원을시작으로고등광기술연구소선임연구원을지냈다.
주요저술로는국제전문학술지180여편및전문기술보고서번역「일본레이저연구동향
2007」역서로는『그림으로배우는역학기초』등이있다.
역자:박해경
영남대학교사범대학일본어교육학과를졸업했다.일본큐슈대학대학원에서일본사회문화(일본어교육전공)석사학위를취득하였다.영남대학교문과대학대학원에서일본어학박사과정을수료한후,영남대학교외국어교육원에서강의를하며,통번역활동을활발히하고있다.
주요역서로는『우리아이의미래를향한마라톤유치원』,『어느가족의풍경』,『그림으로배우는역학기초』등이있다.
들어가는말
1장역학(뉴턴역학)
1-1물리학=수학?|공간,시간,좌표계
1-2날아가는화살은멈춰있는가?|속도와가속도
1-3눈에보이지않는힘|힘과기본힘
1-4힘이작용하지않으면운동은변하지않는다|운동의제1법칙
1-5모든행동에는반드시그와같은반대의작용이있다|운동의제3법칙
1-6공간과물체는불가분|운동의제2법칙
1-7시간은일정하게흐른다|질량보존법칙
1-8공간은일정하게넓어진다|운동량보존법칙
1-9공간은모든방향으로똑같이확대된다|각운동량보존법칙
1-10신들의체스규칙|역학적에너지보존법칙
1-11밤하늘에서물리학의기본법칙이보인다|케플러법칙
1-12사과와달의공통점|만유인력의법칙
1-13겉으로보이는힘은진짜힘이아니다|관성력
2장진동과파동
2-1파에대해알아보자|파의성질
2-2종인가횡인가|파동의종류
2-3주변이시끄러운데도이야기를할수있는이유|중첩의원리
2-4파의형태는무너지지도,흩어지지도않는다|고립파(솔리톤)
2-5진자와용수철은단진동|진동의역학
2-6파는서로강화시키기도하고약화시키기도한다|파의간섭
2-7파는장애물뒤쪽까지전달된다|파동의회절
2-8음색은파형에의존한다|음의3요소와음속
2-9도레미는진동수와관계가있다|기본진동과음계
2-10다가오는구급차는긴박감을준다|소리의도플러효과
2-11지진의진원지를바로알수있는이유|매그니튜드와진도
2-12소닉붐도비선형|충격파
3장광학
3-1빛을추구하다|광학이란
3-2빛은파동인가?입자인가?|파장과진동수,광속도
3-3백색광은7가지색으로분광된다|빛의색과스펙트럼
3-4빛은똑바로진행한다|빛의직진,반사,굴절
3-5빛에는파동과같은성질도있다|빛의분산,간섭,회절
3-6푸른하늘과붉은노을의이유|빛의산란
3-7빛의굴절이나분산으로생기는대기의미스터리|신기루와무지개
3-8안경은광학기기|프리즘과렌즈
3-97가지색깔의스펙트럼은환상?|빛의3원색과색의3원색
3-10가까워지면파랑,멀어지면빨강|빛의도플러효과
3-11파동인가?입자인가?|파동설과입자설
4장전자기학
4-1전기와자석의은밀한관계|전자기학이란
4-2정전기장의특징|정전기장에관한쿨롱의법칙
4-3정자기장의특징|정자기장에관한쿨롱의법칙
4-4전위는전하의위치|에너지전위와전압
4-5전류?전력?전력??전류??|전류와전력
4-6문어발배선은위험해|옴의법칙
4-7모터는무엇으로움직이는가|앙페르의법칙
4-8현상유지의법칙이발전기의원리|패러데이의전자기유도법칙
4-9전자기와관련된방정식4개|맥스웰방정식
4-10빛의정체는전자기파|전자기파와광
5장열역학·통계역학
5-1통계로열의운동을이해해보자|열역학과통계역학
5-2따뜻하게데우는3가지방법|열전도,열대류,열복사
5-3열은‘물질’인가?‘에너지’인가?|열운동
5-4시간이지나면온도는일정해진다|열역학제0법칙
5-5열은어떻게측정하는가?|열량,열용량,비열
5-6에너지는전체적으로보존된다|열역학제1법칙
5-7내부에숨겨진에너지|이상기체의상태방정식
5-8제멋대로흐트러지는방|열역학제2법칙
5-9열을역학적에너지로바꾼다|열기관과카르노사이클
5-10온도에는‘절대’가있다|열역학제3법칙
5-11빠르든느리든통계분포안에있다|맥스웰-볼츠만분포
5-12열역학에서블랙홀이보인다|블랙홀의열역학
6장유체역학
6-1자유자재로모양을바꾸는물리학|유체역학이란?
6-2균형잡힌둥근모양으로|파스칼의원리
6-3압력차를균등하게하는|정수압평형
6-4유량은위치나장소에관계없이일정하다|연속방정식
6-5유체역학의포인트는압력의기울기|유체의운동방정식
6-6발열과냉각은균형을이룬다|유체의에너지방정식
6-7낙차와흐름의관계|베르누이의정리
6-8흐름은왜불규칙해지는가?|레이놀즈수
6-9유체와파도의관계|성진학과산악파
6-10태양의표면은불안정|대류와불안정성
6-11일기예보에절대나오지않는현상|복잡계와카오스
7장특수상대성이론
7-1빛은항상마이페이스|광속도불변의원리
7-2누구나자신의공간과시간을살고있다|관성계와고유시간
7-3광시계로시간을쪼개서|시간의지연과로렌츠인자
7-4공간도변모한다|로렌츠피츠제럴드수축
7-5뮤온이보는세계|상대성이론의모순이없는체계
7-64차원시공은표현할수있어!|민코프스키다이어그램
7-7우주여행을하면젊음이유지될까?|우라시마효과
7-8운동하는광원에서오는빛은파장이변한다|도플러인자
7-9운동하는광원에서오는빛은보이는방향까지도바뀐다|광행차
7-10형태가없는에너지와물질의등가교환|아인슈타인의식
8장일반상대성이론
8-1낙하중에는자신의무게를느끼지못한다|등가원리
8-2느끼지못하는계와느끼는계|비관성계와고유시간
8-3중력장에서도시간이지연된다|시간지연과지연함수
8-4내비게이션은일반상대성이론적?|시간지연의실증
8-5반드시직선이어야하나요?|비유클리드공간
8-6광선이휘어지는불가사의|임베디드다이어그램
8-7시간을여행한다|중력장타임머신
8-8중력장을만나면빛도적색편이가생긴다|중력적색편이
8-9‘가능한모든경로’를통해|최단거리로중력장내에서의‘직선’
8-10우주를나타내는기본방정식|아인슈타인방정식
8-11선을넘으면돌아올수없다|블랙홀
8-12눈앞에자신의뒷머리가보인다|광자반경과블랙홀그림자
8-13일반상대성이론은우주도해석할수있다|우주팽창
8-14시공에전해지는금빛잔물결|중력파
9장양자론과양자역학
9-1미시적인세계의물리학|양자론,양자역학
9-2세상은원자와진공으로이루어져있다|원자론
9-3분할불가능한것이분할가능하다|전자,양성자,중성자
9-4양자의등장|광양자가설
9-5모든것은파동이다|입자와파동의이중성
9-6전자는정해진궤도를돈다|보어의원자모형
9-7전자의궤도는불연속적이다|양자조건
9-8행렬이나허수를사용하여계산한다|행렬역학과파동역학
9-9미시적인세계는확률적이고불확정|확률해석과불확정성원리
9-10주사위놀이를하는신|코펜하겐해석
9-11용기와내용물은원래는같은것|장의양자론
10장소립자론
10-1에너지를빼앗아가는보이지않는물질|뉴트리노
10-2원자핵을연결하는것|중간자
10-3물질을구성하는기본입자|쿼크와렙톤
10-4쿼크와렙톤에작용하는힘|전자기력,약한상호작용,강한상호작용,그리고중력
10-5남겨진과제는중력|대통일이론
10-6물질입자와힘입자의통일|초대칭성입자
10-7통일이론(만물이론)으로의여정|초끈이론
10-8빛이질량을갖게하는|힉스장과힉스보손
참고문헌
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역학부터양자역학까지,현대물리학의핵심테마를한권에
도표와그림으로누구나쉽게이해할수있는물리학개론서
물리학의복잡한주제를쉽게이해할수있는책『누워서골라먹는비주얼물리112』가출간되었다.지금까지물리학을어렵게해설한책이나고등학교물리를알기쉽게쓴책은있었어도,물리학의전체적인흐름을알기쉽게해설한책은많지않았다.『누워서골라먹는비주얼물리112』는어려운수식을깊게파고들기보다는19세기말부터20세기이후까지확립된현대물리학의전반을살펴보면서다양한물리학분야의기초적인테마와흥미로운이야기를재미있게설명하는책으로,역학부터양자역학까지현대물리학의핵심테마를포괄한다.이책은어떠한현상의특징적인측면을볼수있는그림을잘활용해물리학적사고를이미지로떠올려서쉽게이해하도록했으며,전문용어를최소화하여누구나쉽게이해할수있도록구성되었다.
처음물리학을배우는학생부터,스스로물리학과는거리가멀다고생각하는일반인에이르기까지모두재미있게읽을수있는책으로,흥미를자극하고이해를돕는다양한그림과이야기를따라읽다보면어느새물리학이쉽게느껴질것이다.과학전반에깊은지식이없어도쉽게이해할수있는이책『누워서골라먹는비주얼물리112』가독자들을물리학의흥미로운세계로안내하리라기대한다.
알고보면우리실생활과
가장밀접한물리학이라는학문
평소생활에서물리학은멀게만느껴지지만실제로는우리생활과아주밀접한관련이있다.물리학은우리가살아가는세계를이해하는데근본적인역할을하는학문중하나로,예를들어역학은물체의운동과움직임을연구하며자동차의움직임,스포츠경기에서의운동,낙하물체의동작,그리고건축물의안전등에중요한역할을한다.또한열역학은열과에너지의전달과변환을다루며냉장고와에어컨의작동원리,대기및해양열전달등의열역학적프로세스를이해하는데사용된다.
전자기학은전기와자기의상호작용을연구하며전기회로,전자디바이스,라디오,TV,레이저,전자기파(무선인터넷,전파)등과관련이있다.광학은빛의동작과상호작용을연구하며안경,카메라,렌즈,현미경,망원경,레이저,광통신등일상생활에서빛과광학기기를사용할때물리학의원리가작용한다.
양자역학은아주작은입자(원자,분자,입자)의동작을다루며,반도체기술,양자컴퓨팅,원자력발전소,화학반응메커니즘등과관련이있다.이외에물리학에관심이없는사람도많이들어보았을상대성이론은중력과시간,공간의상대성을다루며GPS시스템,우주비행,통신시스템등과관련이있다.
이처럼물리학은우리가살아가는실생활에서문제해결을돕고현실세계의다양한현상을이해하는데중요한역할을한다.이책은현대물리학의핵심주제인역학,열역학,전자기학,상대성이론,양자역학등의다양한주제를시각적으로보기쉽게표현해알려준다.이를통해독자들은물리학의기본개념부터최신이론까지넓은시야로이해할수있게된다.
어렵고복잡한물리학개념을
직관적인그림과설명으로쉽게이해하자
물리학분야중‘역학’,‘광학’,‘전자기학’,‘열역학·통계역학’,‘유체역학’등의고전물리학분야가19세기말에완성되었고,20세기이후이제까지의상식을뒤집는‘특수상대성이론’,‘일반상대성이론’,‘양자론·양자역학’,‘소립자론’등의현대물리학분야가혜성처럼나타났다.최첨단물리학은이러한다방면에걸친각분야가서로영향을주고받으며더욱급격하게발전하고있다.
이전의물리학은주로운동,열,전자기,빛등의현상을설명하는데초점을맞추었다면,현대물리학은이러한현상의근본적인원리와세계의구조를밝히는것을넘어서서,우주의기원과구조,더작은입자의특성과상호작용,그리고시간과공간의복잡한특성에대한심도있는이해를목표로한다.『누워서골라먹는비주얼물리112』는역학부터양자역학까지의테마를시각적으로표현하여복잡한수식이나이론을가급적피하고,독자들이직관적으로이해할수있도록도와준다.
또한이책은전문용어를최소화하여물리학에대한전문지식이없는사람들도쉽게접근할수있도록구성되었다.이책을통해독자들은물리학적원리를쉽게이해하고,과학적인세계에대한흥미를키울수있을것이다.본격적인물리학수업을듣지않고도물리학의핵심아이디어와원리를습득하고싶은사람들에게권한다.