세상에서 가장 쉬운 과학 수업 원자모형 - 노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학 시리즈

세상에서 가장 쉬운 과학 수업 원자모형 - 노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학 시리즈

$22.00
Description
고대 연금술부터 20세기 보어의 원자모형까지
이론과 실험을 일체시키기 위한 노벨상 수상 과학자들의 열정을 논문으로 알아본다!
눈으로 볼 수 없는 물질을 모형으로 만들어 원자 성질과 내부 구조를 설명하다

모형은 눈으로 보기 어렵거나 내부 구조 등을 설명하기 위해 만든다. 이처럼 원자모형은 원자가 관계하는 여러 가지 현상을 설명하고 그 구조를 직관적으로 이해하기 쉽도록 모형적으로 생각한 원자구조 형태다. 원자모형은 최근 개발된 최첨단 현미경을 이용하면 물질 내에서 원자가 어떻게 배열되었는지 관찰할 수 있지만 양성자와 전자로 구성되어 있는 원자 내부를 들여다볼 수 없다. 따라서 원자의 내부 구조를 연구하기 위해서는 모형으로 여러 가지 원자모형을 제시하고 이 연구를 바탕으로 원자의 성질을 예측하기도 한다. 최초의 원자모형은 돌턴이 제시한 원자모형이다. 돌턴은 원자는 더 이상 쪼개지지 않는 가장 작은 알갱이라고 주장했다.
〈노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학 시리즈〉 중의 4권인 《세상에서 가장 쉬운 과학 수업 원자모형》은 고전 물리학으로 설명할 수 없는 현상이 존재할 수 있다는 사실을 보여준 중요한 사건을 다룬다. 따라서 보어의 원자모형은 양자물리학으로 한 발짝 더 다가가는 중요한 나침반이 되었다. 이 책에서는 고대 원소론부터 양자역학으로 발전하기까지 역사적인 흐름으로 흥미진진하게 풀었다. 더불어 톰슨, 러더퍼드, 보어의 오리지널 영어 논문을 통해 그 시대 속 물리학자들의 고심과 연구 결과를 생생하게 느낄 수 있다. 이 책에는 위대한 발견을 한 과학자들의 에피소드와 함께 수식이 등장한다. 어렵다고 느낄 필요 없이 고등학교 수준의 수학 내용만 알면 이해할 수 있도록 친절하게 설명하고 있다. 정교수와 물리군의 일대일 대화를 따라가다 보면 수학이나 과학에 두려움이 있는 독자들도 쉽게 이해할 수 있게 될 것이다. 이 책은 시리즈(전 20권)로 기획되었으며 역대 노벨 물리학상 수상자들이 모두 등장한다.

북 트레일러

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저자

정완상

과학에대한호기심으로서울대학교무기재료공학과에다녔고,물리를향한마음이더욱커져한국과학기술원(KAIST)에서이론물리학을전공하며석박사학위를받았다.30세에경상국립대학교물리학과교수가되어학생들에게물리사랑을전파하고있다.초심을잃지않기위해꾸준히연구하며현재까지국제학술지(SCI저널)에300여편의논문을게재했다.직접만나는학생뿐만아니라더많은학생들에게과학과수학의즐거움을알려주고자책을통해독자를만나고있다.〈과학자가들려주는과학이야기시리즈〉중《아인슈타인이들려주는상대성이론이야기》를비롯한31권과〈과학공화국법정시리즈〉50권을집필했다.최근에는중학교에서도통하는초등수학을카툰으로그린〈개념잡는수학툰시리즈〉를출간했고,노벨상오리지널논문을쉽게풀어낸〈노벨상수상자들의오리지널논문으로배우는과학시리즈〉를집필중이다.우리나라의노벨과학상수상자가쏟아져나오기를바라는마음에서네이버카페〈정완상교수의노벨상-오리지널논문공부하기〉를운영하기시작했다.

목차

추천사
천재과학자들의오리지널논문을이해하게되길바라며…013
세상을놀라게한원자모형이론의탄생_오거보어박사깜짝인터뷰…015

첫번째만남│돌턴의원자설이나오기까지
탈레스의기본원소_탐구심으로전쟁을멈추다…022
4원소설_물질을이루는물,불,공기,흙…029
고대의원자론_더이상쪼갤수없는작은입자…036
마법과과학사이의연금술_돌맹이도금이되나요?…039
근대화학의아버지돌턴_원소의원자는둥글다…049

두번째만남│뉴턴의원운동
벡터알아보기_크기와방향으로정의하다…058
삼각함수의역사_코사인법칙…071
뉴턴의구심력_왜달은땅으로떨어지지않을까?…084
원운동을위한구심력의크기_반지름이작을수록큰운동이필요하다…092
각속도와각운동량_여러자연현상을나타낼때에도사용한다…099

세번째만남│톰슨의원자모형
원자모형의역사_토성모형과자두푸딩모형…110
전기장의세기구하기_가우스법칙…113
톰슨의논문속으로_원자속에골고루섞여있는전자…117

네번째만남│러더퍼드의원자모형
러더퍼드의원자핵_최초로원자핵의존재를밝혀낸모형…134
러더퍼드의원자모형_끈기와노력으로결실을맺다…139

다섯번째만남│보어의원자모형
발머의공식_수소원자의방출스펙트럼…156
보어의발견_러더퍼드원자모형을뒤엎다…161
보어의논문속으로_불연속적인에너지…167
에너지의양자화_원자모형으로알아본각운동량양자화…179

만남에덧붙여
TheLondon,EdinburghandDublinPhilosophicalMagazineandJournalofScience_톰슨논문영문본…184
TheScatteringofaandbparticlesbyMatterandtheStructureoftheAtom_러더퍼드논문영문본…213
OntheConstitutionofAtomsandMolecules_보어논문영문본…230
위대한논문과의만남을마무리하며…254
이책을위해참고한논문들…256
수식에사용하는그리스문자…257
노벨물리학상수상자들을소개합니다…258

출판사 서평

전국과학교사모임추천
일대일친절한과학수업
이공계진학예정자필독서
노벨상수상자의오리지널논문영문본수록

과학을처음공부할때이런책이있었다면얼마나좋았을까?

이제는우주개발도민간이주도하는시대가되었다.실례로미국의기업스페이스X는세계최초의상용우주선발사,민간우주비행사의국제우주정거장도킹등혁신적인업적을달성했다.이러한시대적흐름에발맞추어우리나라도최근누리호제작,발사운용기술의선진화로우주산업육성에적극적으로뛰어들고있다.
왜인류는우주에가고싶어하고,정복하고싶어하는걸까?알고싶어하는호기심,개척하고자하는탐험가정신일것이다.문명의발달은과학과수학의발달로이루어졌다고해도과언이아니다.이책은어려운과학이아닌우리가일상생활에서접할수있는현상이어떻게이론으로증명되었는지물리학발전을알기쉽게풀어놓았다.특히위대한과학자들의오리지널논문을직접눈으로보며일대일로배우는듯한생동감은과학을더욱친숙하고재미있게배울수있게해줄것이다.

이론과실험을일체시키기위한보어의용기있는가설속으로

하나의과학이론이탄생하기까지많은과학자의이론과실험이존재한다.과정에서이론과실험이만족하지못하여재연구?실험이병행되기도한다.현대적원자모형의창시자로널리알려진닐스보어는나가오카모형,톰슨모형,러더퍼드모형을연구하면서가열된원자에서방출되는선스펙트럼에대한공식을만족하지않음을알고,실제실험결과와일치하는완벽한원자모형을만들기위해노력했다.그는기존의이론을의심하고그의심을여러가정으로바꾸어연구에집중했다.그결과보어가만든원자모형은고전역학에의존한모형에서완전히벗어나원자모형이가지고있던문제점까지완벽하게해결하는성과를거두었다.
보어의이와같은노력덕분에눈에보이지원자의내부구조를밝힐수있게되었고,후대의물리학자들에게까지영향을끼쳐양자역학으로발전하게된다.양자역학의시대를연보어의원자모형에대한세편의논문(톰슨(1904년),러더퍼드(1911년),보어(1913년)을살펴보며보어의원자모형이탄생하기까지배경을흥미진진하게살펴볼수있다.

고대의기본원소이론부터돌턴의원자설까지

고대의화학자들은물,불,공기,흙이4가지기본원소라고생각했으며이기본원소가합쳐지거나분리되어물질이만들어지거나변형된다고믿었다.어떤음식의맛의유무도음식을이루는원자의크기와모양에의해결정된다고생각했던것이다.이후최초의화학자라고일컫는연금술사들의금만들기까지이어져원소는철학적이고종교적인요소가결합된난해한이론이되었다.이후화학자들이연금술에빠져있는동안화학이론은발전하지못했다.그러나본격적으로다시원자에대해주장을편사람은돌턴이었다.돌턴의원자설은원자마다그크기와질량이다르기때문에용해도도다르다고주장했다.돌턴의원자설은20세기물리학자들에의해그모습이밝혀졌다.

시리즈로만나보는과학의즐거움

외국인들과대화하다보면놀라게되는것중에하나는그들은과학을무척재미있게배웠다는사실이다.그래서인지국민의평균과학지식도상당히높은편이고실제로노벨과학상도많이배출되었다.그러나우리나라의상황을보면아직까지그문턱은꽤높아보이는것도현실인것같다.
이책의저자는우리나라에서노벨과학상수상자가배출되지않은것에안타까움을느끼며과학이야말로우리생활과밀접하게연결되어있기때문에누구나재미있게배울수있다고말한다.이책은시리즈로기획되었다.한권한권완성해나가는과정을통해과학에관심을갖고그수준도높아질수있으리라생각한다.