서적소개
물리를 사랑하는 사람과 빛 따라 산책
고동섭 / 밥북 / 2017.6.29
– 빛과 관련된 물리현상으로 접근하는 빛
빛 따라 산책은 빛을 설명하기보다는 빛이 있는 곳을 찾아가 그와 관련된 물리 현상을 소개하고 알려준다. 이를 통해 빛의 정체를 알지 못하더라도 책의 제목처럼 빛과 관련된 물리현상을 산책하듯 따라가며 빛의 실체에 조금이나마 다가설 수 있다. 특히 잘못된 정보가 넘쳐나는 인터넷 등의 오류를 바로잡도록 논문이나 관련 사진을 첨부하여 정확한 정보를 전달한다.
아인슈타인은 빛이 아주 특수한 위치에 있음을 알아보았다. 우주의 모든 물질은 상대 운동에 따라 속도가 다르게 보이지만, 빛은 아무도 달리 구분하지 않고 항상 같은 속도로 다가온다. 그야말로 평등을 몸소 실천하는 우주 유일의 물질이다. 물리 밑바탕에는 이처럼 빛이 자리하고 있으나 빛의 정체를 알기란 쉽지 않다. 책은 이러한 문제 인식으로 물리에 관심 있는 사람들이 어려운 빛보다 빛과 관련된 물리 현상의 관찰과 이해를 먼저 하게 함으로써 물리에 접근성을 쉽게 하고 있다.
○ 목차
서문
1. 기본 단위
서론/길이 표준/질량 표준/시간 표준/온도 표준/전류 표준/물질량 표준/광도 표준/유도 단위와 특별한 명칭의 단위
2. 파동과 입자
파동/위상 속도와 군속도/입자/입자의 분류/파동과 입자의 차이
3. 빛과 광자
서론/최초의 광속 측정/빛은 파동이다/빛의 매질로 생각했던 에테르/빛은 전자기파/전자기파 종류/빛은 입자다/빛의 이중성
4. 기본 입자와 기본 상호작용
기본 입자/기본 상호작용/가상 입자
5. 빅뱅과 태초의 빛
빅뱅론의 등장/물리학자들이 빅뱅론에 다가가다/빅뱅 과정/태초의 빛/우주 배경 복사/암흑 에너지, 암흑 물질/최초의 별을 관측하려는 노력
6. 흑체 복사와 양자 가설
열복사/흑체 복사 이론
7. 양자역학
거시 세계와 미시 세계/양자/양자역학/EPR 역설
8. 원자 모형
돌턴과 톰슨 원자 모형/러더퍼드 원자 모형/보어의 수소 원자 모형/수소 원자 스펙트럼/보어-아인슈타인 논쟁/보어가 노벨물리학상을 받다/슈뢰딩거 원자 모형
9. 상보성 원리와 불확정성 원리
코펜하겐 해석/상보성 원리/불확정성 원리
10. 단일 광자 간섭
단일 광자 이중 슬릿 간섭무늬 실험/코펜하겐 해석/앙상블 해석/다세계(many-worlds) 해석
11. 파동-입자 이중성
서론/물질파와 드브로이 파장/드브로이가 노벨물리학상을 받다/물질파 이용: 전자 현미경/드브로이가 보어 가설을 재탄생시키다/전자의 파동성/물리학의 10대 아름다운 실험/원자와 분자의 파동성
12. 단일 광자 검출
연혁/광전자 발생 과정/광전 소자/PMT(광전자 증배관)/반도체 소자
13. 대전 입자의 복사
복사/제동 복사/사이클로트론 복사와 싱크로트론 복사/체렌코프 복사
14. 아인슈타인 승리
태양 근처를 지나가는 빛은 휜다/편차각을 다시 계산하다/일반상대론의 승리
15. 중력장과 빛
중력 렌즈/중력에 의한 빛의 주파수 편이/GPS 시간을 상대론으로 바로잡는다
16. 블랙홀과 호킹 복사
슈바르츠실트 반경과 사건의 지평선/호킹 복사/원시 블랙홀의 증발/중력 붕괴
17. 중력파 검출
아인슈타인의 중력파 예측/중력파 간접 증거 발견/레이저 간섭계 중력파 관측소 설립/중력파 검출/LIGO 성능
18. 도플러 효과
파장이 변한다/도플러 효과/허블의 법칙/우주론적 적색 편이/도플러 효과를 이용한 천체 연구/중력에 의한 주파수 편이
19. 타키온
초광속 물질이 있나?/타키온이 세상에 나오다/타키온을 찾아서
20. 초광속 현상
서론/천체의 겉보기 초광속 운동/허블은 억울하다/양자 얽힘과 초광속 정보 전송/터널 효과와 하트만 효과/좌절된 전반사와 초광속 터널링
21. 진공에서 빛이 나오다
카시미르 효과와 샤른홀스트 효과/진공에서 빛이 나오다/양자 요동
22. 양자 암호 통신
RSA 암호 체계/양자 암호 통신
23. 양자점
엑시톤/양자점/양자점 에너지/양자점 이용
24. 레이저
빛의 흡수와 방출/밀도 반전과 활성 매질/레이저 구성/레이저광 특징
25. 망원경과 현미경
최초 망원경/망원경 종류/망원경 성능 개선/현미경 연혁/현미경 구조
26. 빛과 인체
전자기파가 인체에 미치는 영향/빛과 눈
부록 특허 역사
서론/최초의 특허/최초의 공식 특허/특허법 제정/우리나라 특허 제도
○ 저자소개 : 고동섭
물리를 사랑하는 한 사람으로 끊임없이 물리를 공부하고 있다.
자신이 그런 것처럼 물리를 사랑하는 사람들이 더 쉽게 물리에 다가서고 나아가도록 이 책을 펴냈다.
○ 출판사 서평
– 전달력 향상하려 수학 피하지 않아
저자는 수학 기호만 봐도 몸서리치는 사람들을 위한 ‘수학 없는 물리’란 책이, 수학을 피하다 보니 내용 전달력이 현저히 떨어졌다고 판단하여, 이 책은 필요에 따라 과감하게 수식 등을 사용하여 전달한다. 수학도 영어나 일본어와 같은 일종의 언어이고 수학으로 간단히 전달할 내용도, 일상 언어로 표현하면 길게 늘어져 오히려 전달이 어려워지기 때문이다.
이러한 수식 등은 내용을 정확하게 표현할 뿐 아니라 암호를 풀듯이 수식을 들여다보는 것도 나름의 매력이 있다는 게 저자의 판단이다.
– 빛을 따라 산책하며 여유 얻기를
일상의 삶에 지쳤을 때 천체 사진을 감상하곤 한다는 저자는 에너지가 넘쳐나는 아름다운 별과 은하를 보노라면 작은 것에 집착하여 고달파진 마음이 달래진다고 한다. 그러면서 마음의 여유가 생기면 머나먼 거리를 여행해서 별과 은하의 모습을 지구까지 전달해준 빛에 대해 생각해보고, 그 정체를 알려고 이런저런 책을 보았지만 아직도 빛이 무엇인지 모르겠다고 한다.
그런 저자는 “빛을 모르더라도 빛과 관련된 물리현상을 따라 산책하며, 잠시나마 일상의 삶에서 벗어나는 시간이 되었으면 하는 마음을 책에 담았다”고 말한다.
크리스천라이프 편집부