물리학. 타워 스미스 외저The Book of Physics by TOWER, SMITH, TURTON, AND COPE

타워 스미스 외저 지음

단하나출판사 2025년 04월 07일 출간

작품소개

책소개

물리학. 저자TOWER, SMITH,TURTON,AND COPE
Title: Physics
Author: Willis E. Tower
Thomas D. Cope
Charles H. Smith
Charles M. Turton

Language: English 언어. 영어 한국어.

목차

CONTENTS

CHAPTER I. INTRODUCTION AND MEASUREMENT. PAGE
• (1) Introduction1
• (2) States of Matter4
• (3) The Metric System8
CHAPTER II. MOLECULAR FORCES AND MOTIONS.
• (1) Molecular Motions in Gases13
• (2) Molecular Motions in Liquids18
• (3) Molecular Forces in Liquids21
• (4) Molecular Forces in Liquids and Solids27
• (5) Molecular Forces in Solids31
CHAPTER III. MECHANICS OR LIQUIDS.
• (1) Liquid Pressure36
• (2) Transmission of Liquid Pressure41
• (3) Archimedes' Principle47
• (4) Density and Specific Gravity52
CHAPTER IV. MECHANICS OF GASES.
• (1) Weight and Pressure of the Air55
• (2) Compressibility and Expansibility of the Air62
• (3) Pneumatic Appliances66
CHAPTER V. FORCE AND MOTION.
• (1) Force, how Measured and Represented79
• (2) Motion. Newton's Laws85
• (3) Resolution of Forces96
• (4) Moment of Force and Parallel Forces99
• (5) Gravitation and Gravity103
• (6) Falling Bodies109
• (7) The Pendulum115
CHAPTER VI. WORK AND ENERGY.
• (1) Work and Energy119
• (2) Power and Energy123
• (3) The Lever and Simple Machines129
• (4) Wheel and Axle and Pulley136
• (5) Efficiency and the Inclined Plane142
• (6) Friction and its Uses147
• (7) Water Power152
CHAPTER VII. HEAT, ITS PRODUCTION AND TRANSMISSION.[Pg xiv]
• (1) Sources and Effects of Heat159
• (2) Temperature and Expansion162
• (3) Expansion of Gases, Liquids and Solids167
• (4) Modes of Transmitting Heat173
• (5) Convection, Heating and Ventilation179
• (6) The Moisture in the Air, Hygrometry191
• (7) Evaporation196
CHAPTER VIII. HEAT AND WORK.
• (1) Heat Measurement and Specific Heat200
• (2) Heat and Changes of State205
• (3) Heat and Work212
• (4) Heat Engines222
CHAPTER IX. MAGNETISM.
• (1) General Properties of Magnets228
• (2) Theory of Magnetism, Magnetic Fields232
• (3) The Earth's Magnetism238
CHAPTER XI. STATIC ELECTRICITY.
• (1) Electrification and Electrical Charges243
• (2) Electric Fields and Electrostatic Induction247
• (3) Electric Theories, Distribution and Electric Charges252
• (4) Potential, Capacity, and the Electric Condenser257
• (5) Electrostatic Generators262
CHAPTER XI. ELECTRIC CURRENTS PRODUCED BY VOLTAIC CELLS.
• (1) Electrical Currents and Circuits267
• (2) The Simple Voltaic Cell and its Action270
• (3) Practical Voltaic Cells274
CHAPTER XII. MAGNETIC EFFECTS OF ELECTRIC CURRENTS, AND ELECTRICAL MEASUREMENTS.
• (1) The Magnetic Effect of Electric Currents279
• (2) Electrical Measurements289
• (3) Ohm's Law and Electrical Circuits298
• (4) Grouping of Cells and Measuring Resistance302
CHAPTER XIII. CHEMICAL AND HEAT EFFECTS OF ELECTRIC CURRENTS.
• (1) The Chemical Effect of Electric Currents307
• (2) The Storage Battery and Electric Power312
• (3) The Heat Effect of Electric Currents318
CHAPTER XIV. INDUCED CURRENTS.
• (1) Electromagnetic Induction326
• (2) The Dynamo and the Motor335
• (3) The Induction Coil and the Transformer343
• (4) The Telephone349
[Pg xv]
CHAPTER XV. SOUND.
• (1) Sound, Source, Speed, Media354
• (2) Waves and Wave Motion357
• (3) Intensity and Pitch of Sound363
• (4) Musical Scales and Resonance368
• (5) Interference, Beats, Vibration of Strings374
• (6) Tone Quality, Vibrating Plates and Air Columns384
CHAPTER XVI. LIGHT.
• (1) Rectilinear Propagation of Light388
• (2) Photometry and Law of Reflection393
• (3) Mirrors and Formation of Images400
• (4) Refraction of Light410
• (5) The Formation of Images by Lenses416
• (6) Optical Instruments423
• (7) Color and Spectra430
• (8) Nature of Light442
CHAPTER XVII. INVISIBLE RADIATIONS.
• (1) Electric waves and Radioactivity448
CHAPTER XVIII. WIRELESS TELEPHONY AND ALTERNATING CURRENTS.
• (1) Wireless Telephony460
• (2) Alternating Currents466
• INDEX487

책 속으로

물리학 연구에 관하여 기술합니다.

학생이 물리학을 공부하기 시작하면 과학에 기본적인 많은 지식을 습득하게 됩니다. 공을 던지는 법을 배웠고 던진 공이 어떻게 움직이는지 알 수 있습니다. 발톱 망치로 못을 뽑았습니다. 나무가 뜨고 철이 가라앉는 것을 보았습니다. 빨대를 통해 액체를 빨아올렸습니다. 어머니의 부엌에서 그는 물을 얼음, 액체, 증기로 봅니다. 겨울날 그는 온도계로 온도를 읽습니다. 브레이크를 밟으면 자동차 바퀴에서 불꽃이 튀는 것을 봅니다. 그는 말굽 자석으로 놀았고 나침반으로 북쪽을 찾았습니다. 그는 하루에 여러 번 보고 아마도 사용할 전화, 전등, 모터를 봅니다. 그는 거울 앞에서 옷을 입고, 카메라에 초점을 맞추고, 움직이는 그림 쇼에서 이미지를 보고, 무지개의 색깔을 감상합니다. 그는 물결이 퍼지는 것을 보기 위해 물에 돌을 던졌고, 메아리를 듣기 위해 소리를 지르고, 아마도 어떤 악기를 연주합니다. 이러한 것들과 수천 가지 다른 것들은 물리학을 제대로 공부하기 시작하는 나이에 도달한 지적이고 정상적인 소년이나 소녀에게 알려져 있습니다.
과학에서 사용되는 용어조차도 초보자에게는 대체로 익숙합니다. 그는 엔진의 마력에 대해 말하고, 지하실의 미터에서 킬로와트시를 읽고, 조명 가스가 천 "입방 피트"당 1달러라는 것을 알고 있을 것입니다. "암페어"와 "볼트"는 그가 자주 듣고 보는 단어입니다.
그가 물리학을 공부하기 시작하면, [Pg x] 학생의 이러한 친숙한 것들과 단어에 대한 태도는 변화를 겪어야 합니다. 이에 대한 우연한 정보는 의도적으로 습득한 건전한 지식으로 바뀌어야 합니다. 단어의 의미에 대한 모호한 개념은 정확한 정의로 대체되어야 합니다. 지식의 조각들은 각 사실이 다른 사실과 관련하여 적절한 위치를 찾는 구조로 구축되어야 합니다.
이러한 변화를 이룰 수 있는 유일한 주체는 학생 자신입니다. 그는 의식적이고 의도적으로 진실을 추구해야 하며, 다른 진실과의 관계에서 진실을 볼 때까지 진실을 성찰해야 합니다. 그의 연구의 성공 또는 실패에 대한 최종 책임은 그에게, 오직 그에게만 있습니다.
하지만 학생은 도움 없이는 살 수 없습니다. 그는 교사에게서 노력을 자극하고, 지시하고, 도울 수 있는 안내자와, 그의 노력이 실패한 부분과 성공한 부분을 지적할 수 있는 비평가를 찾습니다. 무게, 측정기 및 기타 기구는 그가 연구에서 발생한 질문에 스스로 답할 수 있도록 제공됩니다.
이 외에도 학생은 자신의 교과서와 몇 시간 동안 개인적으로 공부할 수 있는 교사를 갖습니다. 좋은 교과서는 인쇄된 교사로서 영감을 줍니다. 그것은 학생이 오랜 경험을 통해 익숙한 것에 주의를 기울이고, 그것을 더 면밀히 조사하도록 영감을 줍니다. 그것은 그가 행동의 유사점과 차이점을 관찰하고, 분석하고, 비교하고, 발견하도록 합니다. 그것은 모든 면에서 그에게 질문을 던집니다. 끊임없이 반복되는 도전은 "저울질하고 고려하라"입니다. 그것은 그가 그렇지 않으면 얻을 수 없는 필요한 정보를 제공합니다. 그것은 "누가, 어디서, 언제, 어떻게 처음 발견했을까?"라는 그의 욕구를 충족시켜 줍니다.
물리학 학생은 자신이 텍스트 페이지가 아니라 철, 물, 운모, 움직이는 공, 펌프, 끓는 액체, 압축 공기, 거울, 증기 엔진, 자석, 발전기, 바이올린, 플루트 및 기타 여러 가지의 행동과 특성[Pg xi]을 공부하고 있다는 것을 결코 잊지 말아야 합니다. 가능한 한 그의 연구는 사물 자체에 직접 이루어져야 합니다. 텍스트는 공부하는 데 도움이 되는 것이지 공부하는 것을 대체하는 것이 아닙니다.
각 학생이 특별 연구를 위해 한 가지를 선택하는 것은 훌륭한 계획입니다. 예를 들어 전화입니다. 관찰, 실험 및 독서를 통해 그는 물리학 과정을 수강하는 동안 그러한 주제에 대한 많은 귀중한 정보를 얻을 수 있습니다. 과학의 모든 부분이 그것과 어떤 관련이 있음을 알게 될 것입니다.
제안된 방식으로 물리학을 공부하는 학생은 1년의 공부를 마치고 나면 자신이 살고 있는 물리적 세계에 대한 새롭고 귀중한 지식을 많이 갖게 될 것입니다. 이 지식 덕분에 그는 세상을 더 잘 즐기고, 통제하고, 사용할 수 있게 될 것입니다.
토머스 D. 코프.
필라델피아.

[Pg viii]
[Pg ix]
ON THE STUDY OF PHYSICS

출판사 서평

이책을 쓴 목적을 기술해보면 서문으로서의
아래 내용입니다.

이 텍스트를 준비하면서 학생, 학생의 경험, 필요, 관심사를 끊임없이 염두에 두었습니다. 주제, 예시, 문제의 순서는 학생이 주변에서 끊임없이 일어나는 물리적 현상을 명확하게 이해하도록 이끌기 위해 선택되었습니다.
"물리학 교육의 새로운 운동"에서 도출한 권장 사항과 결론은 책 전체에 통합되었습니다. 이러한 결론은 물리학에서 가장 효율적인 교육은 12년 이상 전에 일반적으로 사용되었던 양적, 수학적 표현 방법에서 벗어나 물리학 수업에서 젊은이들의 능력, 관심사, 요구 사항에 더 잘 맞는 방법을 사용하는 것을 포함한다는 것을 나타냅니다.
오래된 방법은 수학적 능력과 훈련이 더 큰 일부 학생들에게 효과적이지만, 재능이 없거나 심각한 수학적 분석에 대비하지 못한 대다수의 학생들에게는 낙담시킵니다. 이러한 이유로 물리학 텍스트에서 종종 제공되는 더 어려운 수학적 증명 중 많은 부분이 생략되었습니다. 대부분의 문제는 실용적인 일상 측정에 사용되는 단위만 포함합니다.
보통의 학생에게 매우 어려운 역학의 부분은 그가 어느 정도 익숙한 상당한 영역을 다루고, 연구 방법과 주제의 기술 용어에 어느 정도 익숙해질 때까지는 수강하지 않습니다.
학생은 주변에서 끊임없이 발생하는 물리적 현상에 대한 많은 경험과 인상을 가지고 물리학을 공부하게 됩니다. 이 사실을 인정하여 기체의 확산, 액체의 증발, 가열 시 물체의 팽창, 모세관 현상과 같이 모든 학생에게 잘 알려진 일반적인 것에 대한 설명을 먼저 고려하는 것이 가장 좋다고 생각했습니다. 물질의 분자 이론은 이제 많은 결정적인 증거에 의해 뒷받침되므로 우리는 주저하지 않고 초기 장에서 자유롭게 사용했습니다. 이 이론을 적용하면 일상 현상을 설명하는 데 매우 유용합니다. 우리의 경험에 따르면 물리학 초보자는 어려움 없이 이 이론을 이해하고 적용합니다.
그림과 도면은 화려한 관점이 아닌 교육적 관점에서 선택되었습니다. 거의 모두 새로운 것입니다. 문제와 연습문제는 텍스트에서 가르친 원리를 설명하고 실제적으로 적용하기 위한 명확한 목적을 위해 선택되었습니다.
많은 일상적인 경험에 대한 직접적인 적용이 주어져서 주제를 가정 환경과 물리적 현상에 대한 일상적인 관찰과 연결합니다. 일부 현상은 자세한 설명 없이 언급되는데, 이런 방식으로 주제를 제시하는 것이 이 학년의 학생에게 완전한 분석보다 더 낫다고 생각되기 때문입니다.
텍스트의 몇 가지 특별한 특징은 다음과 같이 간략하게 요약할 수 있습니다.
(A) 프레젠테이션의 단순성이 강조됩니다. 주제를 개발하는 데 사용된 공격 방법, 설명 및 예는 특히 물리학 초보자에게 적합합니다.
[Pg vii]
(B) 텍스트는 약 77개의 섹션으로 나뉘며, 각 섹션에는 한 번의 암송에 충분한 자료가 포함되어 있습니다.
(C) 이러한 각 섹션은 학생에게 가장 주의 깊은 주의가 필요한 원리와 주제를 지적하는 중요한 주제 목록으로 요약됩니다. 중요한 주제 목록은 또한 교사가 암송을 할당하는 데 도움이 됩니다.
(D) 문제와 실제 연습은 수학적 훈련과 구별되는 물리적 원리를 강조합니다. 연습 목록은 여러 섹션의 끝에 있습니다. 이 연습은 많은 지점에서 테스트를 허용하고 교사가 문제를 선택할 수 있을 만큼 충분한 수입니다.
저자는 원고나 교정본으로 텍스트를 읽은 많은 사람들에게 제안과 도움이 되는 비판에 대한 감사를 표하고자 합니다. 특히 일리노이 대학교의 A. P. Carman 교수와 그의 동료인 F. R. Watson 교수는 전체 텍스트를 주의 깊게 검토했습니다. 그리고 오하이오 주 톨레도의 Scott High School의 Chas. M. Brunson 씨, 아이오와 주 데모인의 North High School의 Frank E. Goodell 씨, 시카고의 Englewood High School의 Walter R. Ahrens 씨에게는 교정본을 읽는 데 도움을 주었습니다. 또한 다이어그램과 그림을 위한 도면 준비를 감독한 시카고의 Bowen High School의 W. H. Collins, Jr. 씨와 정중하게 그림 자료를 제공해 준 많은 회사와 개인에게 감사드립니다.
윌리스 E. 타워.
찰스 H. 스미스.
찰스 M. 터튼.

PREFACE

작가정보

저자(글) 타워 스미스 외저

물리학PHYSICS
BY
WILLIS E. TOWER, M. SCI. (Univ. of Illinois)
HEAD OF THE DEPARTMENT OF PHYSICS, ENGLEWOOD
HIGH SCHOOL, CHICAGO
CHARLES H. SMITH, M. E. (Cornell)
HEAD OF THE DEPARTMENT OF PHYSICS AND ASSISTANT
PRINCIPAL, HYDE PARK SCHOOL, CHICAGO
CHARLES M. TURTON, A. M. (Syracuse)
HEAD OF THE DEPARTMENT OF PHYSICS, BOWEN
HIGH SCHOOL, CHICAGO
IN COLLABORATION WITH
THOMAS D. COPE, PH.D. (Pennsylvania)
ASSISTANT PROFESSOR OF PHYSICS, UNIVERSITY
OF PENNSYLVANIA
BASED UPON
PRINCIPLES OF PHYSICS
BY
TOWER, SMITH and TURTON
WITH 7 PLATES AND 448 OTHER ILLUSTRATIONS
PHILADELPHIA
P. BLAKISTON'S SON & CO.
1012 WALNUT STREET