생각하며 배우는 대학물리학

2판

이기영 지음

한빛아카데미 2024년 06월 28일 출간 국내도서 : 2024년 06월 28일 출간

작품소개

책소개

이 책은 물리학을 처음 배우는 이공계열 학부생을 대상으로, 물리학의 전반적인 개념을 쉽게 설명한다.
1~4부(역학, 열역학 분야)에서는 뉴턴의 운동법칙을 이해하고 적용하는 내용을 다루고, 5~8부(전자기학, 광학, 양자론 분야)에서는 물질세계를 전기적 측면에서 보는 내용을 다룬다.
특히 책 전반에 걸쳐 서술 형식으로 개념을 설명하고, 그에 대한 [물음]을 제시하여 학생들이 천천히 생각하며 학습할 수 있도록 했다.

* 본 도서는 대학 강의용 교재로 개발되었으므로 연습문제 풀이는 제공하지 않습니다.

목차

Volume 1
PART 1 힘과 운동
CHAPTER 01 우리 물질세계
1.1 매우 큰 스케일의 세계
1.2 매우 작은 스케일의 세계
1.3 물리학이란 무엇인가?

CHAPTER 02 운동의 기술
2.1 과학의 시작
2.2 물리량과 그 측정
2.3 위치벡터와 변위벡터
2.4 빠르기와 속도
2.5 직선운동에서의 속도
2.6 가속도
2.7 등가속도 운동
연습문제

CHAPTER 03 특수상대성이론
3.1 우주의 중심과 상대속도
3.2 특수상대성이론
3.3 로렌츠 변환
3.4 포벡터
연습문제

CHAPTER 04 힘과 운동
4.1 뉴턴의 운동 제2법칙
4.2 무게와 질량
4.3 등가성 원리
4.4 여러 가지 힘
4.5 힘의 합력과 기본 힘
4.6 뉴턴의 운동 제2법칙의 적용
4.7 마찰력
4.8 저항력과 마찰력
4.9 뉴턴의 운동 제3법칙
연습문제

CHAPTER 05 공간에서의 운동
5.1 지표면 근처의 공간 운동
5.2 등속 원운동에서의 가속도
5.3 만유인력의 법칙
5.4 인공위성의 운동
5.5 관성력
연습문제

PART 2 에너지와 운동량
CHAPTER 06 에너지와 일
6.1 에너지
6.2 일
6.3 일의 경로 무관성과 일률
6.4 위치에너지와 운동에너지
6.5 보존력과 위치에너지
6.6 질량에너지
6.7 천체의 중력 위치에너지
6.8 탄성 위치에너지
6.9 에너지 보존법칙
연습문제

CHAPTER 07 다체계의 운동
7.1 운동량과 충력력
7.2 상대론적 운동량과 에너지
7.3 로켓의 운동
7.4 두 물체의 충돌
7.5 질량중심점
7.6 다체계의 질량중심점
7.7 다체계의 운동
연습문제

PART 3 고체와 유체
CHAPTER 08 강체의 회전운동
8.1 회전운동과 강체
8.2 각속도와 각가속도
8.3 등속원운동에서의 속도와 가속도
8.4 회전관성
8.5 토크와 각운동량
8.6 회전운동 방정식
8.7 각운동량 보존법칙
8.8 회전운동 방정식의 적용
8.9 팽이와 자전거 운동
8.10 평형
연습문제

CHAPTER 09 진동운동
9.1 물체의 탄성과 영률
9.2 단순조화운동
9.3 감쇠조화진동운동
9.4 강제진동운동과 공명
연습문제

CHAPTER 10 유체역학
10.1 압력과 부피 탄성률
10.2 정지 유체의 압력과 부력
10.3 흐르는 유체의 단면적과 유속
10.4 베르누이 정리
10.5 점성이 있는 유체
연습문제

CHAPTER 11 파동운동
11.1 파동 현상
11.2 파동방정식과 파동의 중첩
11.3 정상파와 공명
11.4 소리 파동(음파)
11.5 도플러 효과
연습문제

PART 4 분자 운동과 열역학
CHAPTER 12 온도와 열
12.1 기체의 압력
12.2 온도의 정의
12.3 열팽창
12.4 열과 비열
12.5 열전달
12.6 물 이야기
연습문제

CHAPTER 13 열기관과 열역학 법칙
13.1 열역학 제1법칙
13.2 이상기체의 몰비열과 단열과정
13.3 열기관
13.4 엔트로피
13.5 열역학 제2법칙
13.6 통계물리학과 열역학
연습문제

Volume 2
PART 5 멈춰 있는 전하들
CHAPTER 14 전기장과 가우스 법칙
14.1 원자와 전하
14.2 전기력과 전기장
14.3 전기장 계산
14.4 가우스 법칙
14.5 가우스 법칙의 응용
14.6 도체의 전기장
연습문제

CHAPTER 15 전위와 전기 위치에너지
15.1 전위
15.2 여러 전하분포의 전위
15.3 점전하계의 전기 위치에너지
연습문제

CHAPTER 16 축전기와 유전체
16.1 축전기
16.2 축전기 전기에너지
16.3 전기쌍극자
16.4 유전체
연습문제

PART 6 움직이는 전하들
CHAPTER 17 전류
17.1 옴의 법칙
17.2 전도의 미시이론
17.3 기전력과 전력
17.4 키르히호프의 법칙
17.5 전류계와 전압계
17.6 RC 회로
연습문제
CHAPTER 18 자기장
18.1 자기장과 자기력
18.2 전류 포벡터
18.3 자기쌍극자
18.4 비오-사바르 법칙
18.5 앙페르 법칙
18.6 변위전류
연습문제

CHAPTER 19 물질의 자성
19.1 원자의 자성
19.2 상자성과 반자성
19.3 반강자성과 강자성

CHAPTER 20 전자기 유도 현상과 패러데이 법칙
20.1 전자기 유도
20.2 인덕터와 인덕턴스
20.3 전기회로계와 역학계의 유사성
20.4 발전기와 변압기
20.5 전자기 유도 현상을 이용한 기기들
20.6 맥스웰 방정식과 전자기파(빛)의 생성
연습문제

CHAPTER 21 교류회로
21.1 저항회로
21.2 축전기 회로와 용량리액턴스
21.3 RC 회로와 RL 회로
21.4 RLC회로
21.5 교류회로에서의 공명 현상
연습문제

PART 7 광학
CHAPTER 22 기하광학
22.1 빛의 전파와 산란
22.2 빛의 반사와 굴절
22.3 빛의 전반사
22.4 빛의 편광
22.5 거울과 렌즈
22.6 광학기기
연습문제
CHAPTER 23 간섭과 에돌이
23.1 빛의 파동성과 영의 실험
23.2 간섭 무늬의 세기 분포
23.3 박막에서의 간섭
23.4 에돌이 현상
23.5 에돌이 현상에서의 빛의 세기
23.6 에돌이 발과 분광기
23.7 결정체
23.8 전파를 이용한 정보 전달
연습문제

PART 8 양자론
CHAPTER 24 양자가설과 물질파
24.1 원자는 어떻게 존재하는가?
24.2 흑체복사와 플랑크의 가정
24.3 빛의 정체는 무엇인가?
24.4 빛의 도플러 효과와 수차 현상
24.5 물질파
24.6 불확정성 원리
24.7 단일입자 간섭 현상
연습문제

CHAPTER 25 원자의 구조와 파동함수
25.1 보어의 원자모형
25.2 슈뢰딩거 파동방정식과 파동함수
25.3 원자의 전자 구조
25.4 분자와 결정체
연습문제

CHAPTER 26 핵과 기본입자
26.1 원자핵
26.2 핵반응과 방사능
26.3 핵분열과 핵융합
26.4 기본 힘과 기본 입자
26.5 대칭성과 보존법칙
연습문제

부록
찾아보기

출판사 서평

이 책은 크게 전반부(1~4부)와 후반부(5~8부)로 구성되어 있다.

1~3부에서는 뉴턴의 운동법칙을 적용하여 운동을 기술하는 역학 분야를 다루고, 4부에서는 열역학 분야를 다룬다.
1부에서는 물리학이 어떤 학문인지, 물체가 힘을 받으면 어떤 운동을 하는지를 다룬다.
2부에서는 에너지 개념과 운동량 개념을 도입한 복잡한 운동을 다룬다.
3부에서는 회전이나 진동운동 같은 일반적인 운동을 다룬다.
4부에서는 수많은 분자로 이루어진 기체 상태의 운동에까지 뉴턴의 운동법칙을 적용하여 여러 가지 열 현상을 설명한다.

5~6부에서는 전자기학 분야를 다루고, 7~8부에서는 광학과 양자론 분야를 다룬다.
5부에서는 멈춰 있는 전하들에 의해 발생하는 여러 현상을 다룬다.
6부에서는 운동하는 전하들이 만드는 전류 현상과 자기 현상을 다룬다.
7부에서는 빛을 전자기 파동 현상으로 보고, 빛의 여러 가지 현상들을 파동의 입장에서 다룬다.
8부에서는 빛의 양자적 특성을 알아보고, 그로 인해 발생하는 원자 세계의 여러 현상을 살펴본다.

작가정보

저자(글) 이기영

작은 철 클러스터의 전자구조 연구로 1984년 미국 루이지애나 주립대학교에서 박사 학위를 취득하고, 미국 아르곤 국립연구소 연구원을 거쳐 인하대학교 물리학과 교수로 재직했다. 루이지애나 주립대학교와 뉴욕 주립대학교 방문교수를 지냈으며, 주 연구 분야는 고체물리학 이론 분야다.
역서로는 『위그너의 회상』 (대웅, 1995)이 있으며, 저서로는 『전자기학』 (인하대 출판부, 1998), 『물리학과 우리생활』 (인하대학교 출판부, 1999), 『어디서나 무엇이든 물리학』 (창비, 2018)이 있다.

약력
•1972년 2월 : 서울대학교 사범대학 물리학 학사
•1975년 2월 : 서강대학교 물리학 석사
•1984년 5월 : 미국 루이지애나 주립대학교 물리학 박사(P h.D)
•1984년 1월 ~ 1985년 8월 : 미국 아르곤 국립연구소 박사후 연구원
•1985년 9월 ~ 2014년 8월 : 인하대학교 물리학과 교수
•2014년 9월 ~ : 인하대학교 물리학과 명예교수