청소년을 위한 교양 물리학: 광학

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 06월 12일 출간

작품소개

책소개

빛은 우리 일상 곳곳에 존재하지만 그 본질을 제대로 이해하는 사람은 많지 않다. 이 책은 중학생도 이해할 수 있는 쉬운 설명으로 대학 수준의 광학 지식을 전달한다. 빛의 정의와 기본 성질부터 시작해 파동과 입자의 이중성, 전자기 스펙트럼, 반사와 굴절 법칙을 차근차근 설명한다. 렌즈와 거울의 과학적 원리, 다양한 광학기기의 작동 메커니즘, 간섭과 회절 같은 파동 현상까지 광학의 핵심 개념들을 체계적으로 다룬다. 25개 챕터를 통해 고전 광학부터 현대 양자광학까지 광학 전 분야를 포괄적으로 아우르며, 복잡한 수식 대신 직관적인 설명과 구체적인 사례로 독자의 이해를 돕는다.

과학사의 위대한 발견들이 어떻게 이루어졌는지 흥미진진하게 펼쳐진다. 뉴턴이 프리즘으로 백색광을 분해하며 색의 비밀을 밝혀낸 순간, 영이 이중슬릿 실험으로 빛의 파동성을 증명한 역사적 실험, 아인슈타인이 광전효과로 노벨물리학상을 받게 된 배경 이야기가 생생하게 그려진다. 갈릴레이가 망원경으로 목성의 위성을 발견한 순간부터 마이켈슨이 정밀한 실험으로 빛의 속도를 측정한 과정까지, 각 발견 뒤에 숨겨진 과학자들의 치열한 탐구 정신과 우연한 발견들이 어떻게 인류의 지식을 확장시켰는지 보여준다. 플랑크의 흑체복사 연구가 양자역학의 출발점이 되고, 레이저의 발명이 현대 기술 혁명을 이끈 과정도 자세히 다룬다.

광학 기술이 현대 생활에 미치는 영향은 상상을 초월한다. 의료 분야에서 레이저 수술과 내시경 검사가 어떻게 환자의 고통을 줄이고 정확한 진단을 가능하게 하는지, 광섬유 통신이 어떻게 전 세계를 하나로 연결하는지 구체적으로 설명한다. 천문학에서 허블 우주망원경이 우주의 비밀을 밝혀내는 원리, 홀로그래피 기술이 3차원 영상을 구현하는 방법, 편광을 이용한 3D 영화와 액정 디스플레이의 작동 원리도 상세히 다룬다. 적외선 열화상 카메라로 야간 투시가 가능한 이유, 자외선이 살균 효과를 내는 메커니즘, 다이아몬드가 찬란하게 빛나는 과학적 원리까지 일상에서 만나는 광학 현상들의 숨겨진 과학을 밝혀낸다.

양자광학과 메타물질 같은 최첨단 기술도 중학생이 이해할 수 있도록 쉽게 풀어낸다. 양자암호통신이 어떻게 절대적 보안을 보장하는지, 투명망토 기술이 실현 가능한 과학적 근거는 무엇인지, 양자컴퓨터에서 광자가 어떤 역할을 하는지 친근한 비유와 구체적인 예시로 설명한다. 각 개념마다 역사적 배경과 발견 과정, 현재의 응용 사례, 미래의 가능성을 균형 있게 제시해 독자가 광학 분야의 전체적인 흐름을 파악할 수 있도록 구성했다. 어려운 전문 용어나 복잡한 수식 없이도 광학의 핵심 원리를 깊이 있게 이해할 수 있어, 과학에 관심 있는 청소년뿐만 아니라 일반 독자들에게도 훌륭한 과학 교양서가 될 것이다.

목차

1. 빛이란 무엇인가
2. 파동과 입자의 이중성
3. 전자기 스펙트럼의 세계
4. 빛의 반사 법칙
5. 굴절과 스넬의 법칙
6. 렌즈의 과학
7. 구면거울의 신비
8. 광학기기의 원리
9. 파동으로서의 빛
10. 간섭현상의 이해
11. 회절과 산란
12. 편광의 세계
13. 복굴절과 광학활성
14. 색깔과 분산
15. 흑체복사와 열복사
16. 원자의 빛 방출
17. 레이저의 원리
18. 비선형 광학
19. 광섬유와 도파관
20. 홀로그래피 기술
21. 양자광학 입문
22. 광학 측정 기술
23. 의료 광학
24. 천문 광학
25. 미래의 광학 기술

인물정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.