원자 (만물의 근원에 관한 모든 것 | 양장본 Hardcover)

원자 (만물의 근원에 관한 모든 것 | 양장본 Hardcover)

$22.05
Description
이 책은 시작부터 끝까지 오로지 원자에 관한 책이다. 물질의 근원에 대해 과학자들이 이루어 온 놀라운 성과를 보여주며, 화려한 그림을 통해 이해하기 쉽고 간결하게 설명하는 최고의 원자 입문서라 할 수 있다. 원자 개념의 발전 과정, 원자의 기본 구조, 원자 간의 상호 작용, 원자핵이 가진 힘, 아원자 입자들로 이루어진 양자 역학의 세계, 그리고 반도체, 레이저, 방사능, 핵반응 등 원자의 이해에 기반한 기술 발전에 관해서도 살펴본다. 이제껏 물리학과 화학 교과서에서 한두 장에 걸쳐 설명되어 온 원자를 무대의 중앙에 올린 이 책을 통해 우리는 가장 작고 물질의 근원이 되는 구성 요소를 향한 탐사를 떠날 것이다.
저자

잭챌로너

런던임페리얼대학에서물리학을전공했다.이후런던과학박물관에서일했고,스코틀랜드BBC의과학프로그램제작에도참여했다.현재과학책전문작가로활동중이며,저서로는『원자』,『세포』,『원소』,『미래과학자를위한즐거운실험실』,『죽기전에꼭알아야할세상을바꾼발명품1001』등이있다.

목차

서문
ㆍ물질은무엇으로이루어져있는가?

제1장“원자”개념의역사
ㆍ모든것과없는것:모든것은변한다-정말그럴까?|원자?변화에대한이해|인도의원자이론|
“없는것”은매우중요하다
ㆍ스콜라주의적관점:이슬람문명의황금기|유럽으로의확산|아리스토텔레스에대한의심
ㆍ물질에대한새로운과학:화학반응|변화하는원소|입자론|공기중의변화|새로운원자이론
ㆍ확실한이론:화학-여느때와다름없는|원자를연구하는물리학자|회의론자들을설득시키는법
ㆍ원자의내부:원자의구조|원자핵의발견|파동과입자|원자핵속으로|보다심오한원자론

제2장원자의구조
ㆍ스케일가늠하기:원자의측정|원자스케일단위|무게재기|원자질량단위
ㆍ원자는어떤모양일까?:전자대기
ㆍ양자역학:뉴턴의법칙|역학이란무엇인가?|양자란무엇인가?|광전효과|파동-입자이중성|파동함수|
기타줄에서의정상파|전자오비탈|원자오비탈
ㆍ원자핵:핵불안정성|방사능|방사능방출|양자핵|반감기

제3장원자의정체성
ㆍ원소의확인:분광학|질량분석계
ㆍ원소의기원:태초의핵종|최초의빛|초신성폭발
ㆍ주기율표:전자를추가하기|첫번째전자껍질이후|s-구역|p-구역|d-구역|f-구역

제4장원자의결합
ㆍ입자로서의물질:고체:고정된입자|열분해|액체:움직이는입자|기체:자유롭게날아다니는입자|
콜로이드-한두가지로설명할수없는존재
ㆍ원자간의만남:이온결합|공유결합|분자궤도|탄소:만능결합|분자와빛|금속결합
ㆍ화학반응:결합에너지|생명의반응

제5장원자의관찰및조작
ㆍ원자를관찰하는방법:분해능의문제|전자의사용|최초의원자이미지|주사투과전자현미경
ㆍ주사탐침현미경:주사터널링현미경|원자힘현미경
ㆍ원자간의상호작용:원자의이동|화학반응의촉진|화학결합의분해및생성|원자의감속|자기광포획장치|
펨토화학및아토화학

제6장원자의응용
ㆍ반도체소자:전도도|도핑|다이오드|레이저|트랜지스터|MOSFET의작동원리
ㆍ자기:자기란무엇인가?|스핀|핵자기|자기공명영상
ㆍ방사능:의학에서의방사능|가정에서의이온화|붕괴열|방사능연대측정법
ㆍ핵반응:핵분열|분열연쇄반응|핵융합

제7장원자론의종말?
ㆍ궁극의원자를찾아서:또다른입자들|표준모형
ㆍ양자장:장은무엇인가?|파인만다이어그램|양자장이론|불확정성원리|장의통일|양자불확실성
ㆍ새로운플레넘:뒤돌아보기

용어설명
더읽을거리
색인
감사의글

출판사 서평

물질은무엇으로이루어져있는가?
인간에게호기심이란것이존재한이래로,우리는물질이무엇으로이루어져있는지에대해의문을품어왔다.원자의현대적정의는지난200년동안이론과관찰,실험을통해발전해왔다.1장에서우리는“원자”의개념에관한기나긴역사를되돌아보면서,위대한지성들의탁월한사상을대략적으로살펴볼것이다.

원자는어떤모양이며,어떻게행동하는가?
오늘날원자에대한이해는양자이론에의존한다.양자이론이란원자스케일에서입자들의상호작용을지배하는,직관에반하지만잘검증된일련의규칙을말한다.2장에서는원자의기본구조를이해하기위해양자이론을다소깊이있게들여다본다.원자의내부에서전자는핵주변에특정한패턴으로배열되어있으며,핵은양성자와중성자로구성되어있는조밀한중심부이다.

원자는어떻게생겨났을까?
자연적으로존재하는원자의종류,즉원소는약90개에불과하다.우주가생성될때최초몇분동안양성자와중성자가결합해단순한핵을형성하면서몇몇원소가생겨났다.고온고압의항성내부에서는원시원자의핵이결합,즉“융합”해더큰원자핵을만들면서무거운원소들이생겨났다.초신성은더욱무거운원소를생성하는데,이는더큰핵이융합하기때문이다.3장에서는원소의생성과정과특성에대해알아본다.또한원소를비슷한성질을가진것끼리묶어분류한주기율표에대해서도소개한다.

원자는어떤방식으로물질을이룰까?
4장에서는원자간의상호작용이물질의물리적성질과화학적성질을어떻게설명하는지에대해알아본다.원자간에작용하는인력은결합을형성하며,여러입자들간의상호작용은고체,액체,그리고기체의물리적성질및행동을설명할수있다.

원자를실제로볼수있을까?
5장에서는과학자들이원자에관한상세한지식을얻는데바탕이된현대기술에대해살펴본다.현미경의발달덕분에원자표면의이미지를생성하거나원자를하나씩조작할수있게되었다.

원자는현대과학에서어떻게쓰일까?
6장에서는20세기와21세기에걸쳐원자이론이일상생활과일상을벗어나는영역에서기여한점에대해알아본다.양자이론으로인해전자공학자들은전자를지배할수있게되었고,이는디지털혁명의바탕이된,컴퓨터를비롯한여러기기의개발로이어졌다.또한핵반응과방사능에대한이해덕분에인류는거대한에너지원을얻게되었지만핵무기의위협에노출되기도했다.

원자론의미래는?
이책의마지막장인7장에서는입자와이들의상호작용을나타낸표준모형을통해원자론의현재상태에대해알아본다.이아름다운이론은스위스와프랑스의국경지대에있는CERN에서,대형강입자가속기와같은강력한입자가속기를이용해이론물리학자들과실험물리학자들이수십년동안연구해온결과이다.표준모형으로인해우리는방대한아원자입자세계를이해할수있게되었고,신의입자로도불리는힉스보손의존재와같은대담한예측도가능했으며이는실제로입증되었다.그중심에이세상을구성하는(쪼개지지않는)기본입자,즉진정한“원자”가있다.그러나표준모형에는아직까지풀리지않은난제가있다.이는표준모형이입자는고체가아니라모든공간에스며드는“장(field)”의발현이라는,양자이론의연장인양자장이론에기반을두고있기때문이다.현대물리학에의하면“원자”는,무한하고눈에보이지않으며실체가없는포텐셜의바다위를표류하는파동일뿐이다.

가장원초적이면서도가장현대적인존재인원자.
그정체를파악하기위해수많은과학자들이시간과정열을쏟았고,이는앞으로도계속될것이다.
일반대중의눈높이에맞춰쉽고간결하게서술된이책을통해,우리는과학사의과거와현재,그리고미래에서원자의위치를조망하며,그존재의미를깨닫기위한실마리를얻을수있을것이다.