다이얼로그 물리학 4 상대성이론 양자역학

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 상대성이론·양자역학에 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), 물성·파동·열역학(2권), 전자기학(3권), 상대성이론·양자역학(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.

들어가며

01. 달리는 탑차에서 쏜 광선의 속력이 변하지 않는다구요? [특수상대성이론의 기본 가정/동시성의 상대성]
02. 빨리 뛸수록 나이를 덜 먹을 수 있다구요? [특수상대성이론_시간 지연]
03. 빨리 뛸수록 홀쭉해 보인다구요? [특수상대성이론_길이 수축]
04. 우주여행을 다녀오면 진짜 덜 늙는다구요? [특수상대성이론_쌍둥이 역설/시공간]
05. 빨리 뛸수록 홀쭉해지는 동시에 무거워진다구요? [특수상대성이론_질량 증가_질량ㆍ에너지 등가]
06. 중력장에서 빛이 휜다구요? [일반상대성이론_등가원리]
07. 슈퍼스타, 알베르트 아인슈타인 [Albert Einstein, 1879~1955]
08. 귀 체온계가 더 정밀하다구요? [흑체복사]
09. 양자의 아버지, 막스 플랑크 [Max Planck, 1858~1947]
10. 태양광만 이용해서 세계 일주 비행을 했다구요? [광전효과]
11. 골밀도 측정 원리에도 양자역학이 필요하다구요? [콤프턴효과]
12. 전자를 따라가면 입자고, 따라가지 않으면 파동이라구요? [물질파]
13. 프랑스 공작, 루이 드 브로이 [Louis de Broglie, 1892~1987]
14. 정지한 물체의 위치를 정확히 알 수 없다구요? [불확정성원리_위치-운동량]
15. 모든 물리량이 변하지 않아야 에너지를 정확히 측정한다구요? [불확정성원리_에너지-시간]
16. 양자역학을 창시한 청년, 베르너 하이젠베르크 [Werner Heisenberg, 1901~1976]
17. 보어의 원자모형에서 전자는 특정한 궤도에만 있을 수 있다구요? [톰슨 → 러더퍼드 → 보어의 원자모형]
18. 보어의 원자모형에서 전자는 정상파라구요? [보어의 원자모형과 물질파/상보성원리/대응원리]
19. 고전물리와 양자물리의 가교자, 닐스 보어 [Niels Bohr, 1885~1962]
20. 신도 주사위 놀이를 한다구요? [파동함수 해석]
21. 양자역학을 창시한 또 다른 한 명, 에르빈 슈뢰딩거 [Erwin Schroinger, 1887~1961]
22. 고양이가 동시에 살았을 수도 있고, 또 죽었을 수도 있다구요? [슈뢰딩거의 고양이]
23. 양자세계에서는 벽을 통과할 수 있다구요? [터널링 현상]
24. 치밀한 수리물리학자, 막스 보른 [Max Born, 1882~1970]
25. 양자세계에서 용수철 진자는 가만히 있을 수 없다구요? [단조화진동자]
26. 원자 속 전자가 구형으로만 분포하는 것이 아니라구요? [수소원자 전자확률분포]
27. 자기장과 나란한 방향의 각운동량만 양자화가 된다구요? [궤도(자기)양자수/제이만효과]
28. 전자는 자전하지 않는다구요? [스핀(자기)양자수]
29. 궤도각운동량의 양자화를 입증하려다 스핀을 확인했다구요? [슈테른-게를라흐 실험]
30. 똑같은 전자는 함께 있을 수 없다구요? [배타원리와 주기율표]
31. 전자가 너무 많아 쿨롱 인력이 약해진다구요? [원자의 전자배열]
32. 물리학의 양심, 볼프강 파울리 [Wolfgang Pauli, 1900~1958]
33. 광자 하나를 보내 2개를 얻는다고요? [레이저 원리와 응용]
34. 하나 더하기 하나가 둘이 아니라구요? [원자핵 결합에너지]
35. 원자핵에도 매직넘버가 있다구요? [원자핵모형]
36. 중성자가 양성자로 변할 수 있다구요? [방사성 붕괴/반감기]
37. 방사능 연구의 선구자, 마리 퀴리 [Marie Curie, 1867~1934]
38. 화재경보기가 핵붕괴를 이용한 거라구요? [핵반응]
39. MRI가 원래는 ‘핵’이 들어간 NMRI라구요? [MRI/핵분열/핵융합]
40. 힘을 전달하는 입자들이 있다구요? [네 가지 기본 힘/표준모형]

이공주복,임승연

이공주복 교수는 이화여자대학교 물리학과를 졸업하고 미국 템플대학교에서 응집물질물리학 이론으로 박사학위를 받았다. 미국 템플대학교와 서울대학교 이론물리학연구센터 박사후연구원을 거친 후 30년이 넘는 시간 동안 이화 여자대학교 물리학과 교수로 재직하고 있으며, (주)동아사이언스 사외이사로도 활동 중이다. 수학보다는 개념을 우선하여 이해하는 것에 중점을 두는 방식의 일반물리학 강의를 오랫동안 시도해왔고, 강의 우수 교수로 선정되기도 했다.
이화여자대학교 (구)교수협의회 회장 및 교무처장, 한국물리학회 이사, JKPS 편집위원장 및 부회장, (구)국가과학기술 심의회 정책조정 전문위원, (구)과학기술부 지정 전국여성 과학기술인지원센터 센터장, 중소기업기술정보진흥원 이사 등을 역임했다. 최근의 연구 관심 분야는 생체계에 대한 이론물리학 응용, 음향메타물질, 미래인적자원을 위한 정책개발 등이다.
지은 책으로는 『세상 뭐든, 물리 1?2』, 『만득이의 물리귀신 따라잡기 1?2?3』, 『정확히 풀리는 양자계』(공저), 『양자장론에 의한 저차원 물리계』(공저)가 있고, 그 외에 「여성과학기술인, 왜 어떻게 지원해야 하는가」, 「미래인재 균형개발을 위한 정책보고서」 등 다수의 정책보고서가 있다.

Publication Date	2022/02/25
Pages/Weight/Size	15321030mm
ISBN	9791158904562
Categories	자연과학