[신간 안내 / 청어람] 내가 사랑한 물리학 이야기

[도서관친구들]

▌책소개

교과서에서 뛰쳐나온 진짜 물리학 이야기!

물리학을 아는 것은 곧

더 나은 일상을 만드는 일로 이어집니다.

‘딱딱하고 어렵다’는 수식어로 대표되는 학문 물리학. 온갖 복잡한 수식과 법칙으로 배웠던 교과서 속 물리학은 으레 우리의 일상과는 머나먼 학문으로 치부되었다. 하지만 아침에 눈을 떠 잠들기 전까지 일상 곳곳에 물리 법칙이 함께하고 있다는 사실을 알게 된다면 물리에 대한 편견이 조금은 사그라지지 않을까? 아침밥을 지어준 전기밥솥에, 몸무게를 잰 체중계에, 등굣길에 이용한 교통카드에, 휴대폰 속 플래시 메모리에, 버스를 멈추는 브레이크에, 붉은빛으로 물드는 석양에, 거실을 밝히는 형광등에, 휴대폰 무선충전기에…… 이렇듯 물리 법칙은 우리의 일상 속 켜켜이 자리 잡고선 알게 모르게 당신의 삶을 좀 더 풍요롭게 일궈주고 있다. 이 책은 평소 한번쯤 이건 왜 이럴까 하는 궁금증으로 다가왔을 법한 일상 속 현상들을 물리학자의 시선으로 명쾌하게 답해준다.

▌저자 소개 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

지은이 | 요코가와 준

1974년 히로시마현 출생. 교토대학교 이학부 졸업 후 동(同) 대학원 이학연구과 박사과정(X-선 천문학 전공)을 수료하고, 2008년 홋카이도대학교 CoSTEP(과학기술 커뮤니케이터 육성 프로그램) A과정을 수료했다. 현재는 콤타스 진학세미나 히로시마현 구레역 지점 원장으로 재직하면서 과학이 스며든 생활 곳곳의 현상들을 학생들에게 가르치고 있다. 기상 예보관으로도 활약 중이다. 중국 신문사 《츄피 어린이신문》에 칼럼 ‘재미있는 요리’를 창간호부터 6년 넘게 기고하고 있으며, 블로그 ‘과학의 시간 (http://d.hatena.ne.jp/inyoko/)’에서 일상 속 과학 이야기를 전하고 있다. 주요 저서로는 『쉽고 재미있는 물리』 『기상 원리 배우기』 등이 있다.

옮긴이 | 정미애

한양대학교 문화인류학과를 졸업하고 애니메이션 제작사에서 근무하던 중 우연히 번역의 매력에 푹 빠져 현재 바른번역에서 일본어 전문 번역가로 활동하고 있다. 옮긴 책으로는 『수학으로 우주제패』 『상처받는 것도 습관이다』 『20년 젊어지는 우엉차 건강법』 『듣는 힘』 『처음 시작 하는 철학 공부』 등이 있다.

▌차례 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

들어가며 세상을 보는 눈을 달라지게 하는 물리학의 세계

PART 1 의외의 장소에 존재하는 물리 법칙

01 빛의 간섭 ▶ 블루라이트를 차단하는 장치

02 지레의 원리 ▶ 작은 힘으로 큰 힘을 만들어내다

03 마찰 대전 ▶ 정전기는 왜 생길까?

04 훅의 법칙 ▶ 무게를 길이로 변환하는 똑똑한 장치

05 관성의 법칙 ▶ 전철이 급제동을 하면 왜 몸이 앞으로 쏠릴까?

06 열운동과 열팽창률 ▶ 꽉 닫힌 유리병 뚜껑을 여는 지혜

07 파스칼의 원리 ▶ 브레이크에도 이용되는 큰 힘

08 아르키메데스의 원리 ▶ 강철로 만든 배가 물에 뜨는 비밀

PART 2 사물의 움직임을 통해 물리 이해하기

01 낙하 법칙 ▶ 무거운 물체와 가벼운 물체를 동시에 떨어뜨리면?

02 운동 법칙 ▶ 주변의 운동을 이해하는 뉴턴 제2법칙

03 작용 · 반작용의 법칙 ▶ 씨름선수와 초등학생이 충돌한다면

04 역학적 에너지 보존 법칙 ▶ 운동 에너지+퍼텐셜 에너지가 일정하게 유지되는 경우

05 각운동량 보존 법칙 ▶ 피겨스케이트 선수가 이용하는 물리 법칙

06 케플러 법칙 ▶ 대량의 자료를 통해 과학적 천체 지도를 그려내다

07 만유인력의 법칙 ▶ 물리학에서 가장 유명한 법칙

08 허블 법칙 ▶ 우주의 기원을 최초로 증명하다

PART 3 가전제품의 물리 원리 알기

01 열역학 제1법칙 ▶ 에어컨은 어떻게 방을 시원하게 할까?

02 줄의 법칙 ▶ 노트북이 뜨거워지는 원리

03 패러데이의 전자기 유도 법칙 ▶ 비접촉 상태에서 전기가 흐르는 불가사의

04 퀴리 온도 ▶ 전기밥솥으로 밥을 짓는 원리

05 플랑크 법칙 ▶ 색깔을 통해 온도를 알 수 있다면 멀리 있는 항성의 온도도 알 수 있다!

06 터널 효과 ▶ 플래시 메모리에도 사용되는 양자역학의 원리

PART 4 우리의 생활 기반을 지탱하는 물리

01 맥스웰 방정식 ▶ 휴대전화, 텔레비전, 라디오 전파의 원리

02 플레밍의 왼손 법칙 ▶ 전기를 ‘움직임’으로 바꾸는 전동기의 원리

03 원자의 에너지 준위 ▶ 형광등은 어떻게 빛을 낼까?

04 초전도와 BCS ▶ 에너지 손실을 없애는 꿈의 현상

PART 5 자연을 한 단계 더 깊이 이해하기 위한 물리

01 코리올리 효과 ▶ 북극에서 한국을 향해 공을 던진다면?

02 레일리 산란 ▶ 지구와 화성의 석양은 왜 다른 색일까?

03 도플러 효과 ▶ 멀어지는 구급차의 소리는 왜 낮게 들릴까?

04 베르누이의 정리 ▶ 비행기가 양력을 얻는 원리를 해명하다

PART 6 미시 세계에서 우주 끝까지의 물리

01 광속 불변의 원리 ▶ 빛의 속도는 누가 보더라도 같다

02 질량-에너지 등가 ▶ 질량에 숨겨진 막대한 힘이란?

03 등가 원리 ▶ 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 탄생시킨 주춧돌

04 불확정성 원리 ▶ 미래를 확정적으로 예측하는 일은 불가능하다!

끝마치며 우리 주변에 숨어있는 물리 법칙을 찾아보자

▌책 속으로 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

‘빛’에 관해서는 전제가 되는 지식이 몇 가지 있습니다. 먼저 빛은 ‘전자기파(전자파)’의 일종입니다(빛은 파동이기 때문입니다). 전자기파라는 명칭을 들으면 가장 먼저 전자레인지나 컴퓨터에서 나온다는, 그 눈에 보이지 않는 ‘무언가’를 뜻하는 거 아닌가 하는 생각이 들 것 같습니다. 맞습니다. 그것도 전자기파이고 눈에 보이는 빛도 전자기파입니다. 조금 더 과학적으로 설명하자면 빛은 ‘전기장’과 ‘자기장’이라는 것이 진동하면서 전달되기 때문에 ‘전자기파’라고 부르는 것입니다.

PART 1 의외의 장소에 존재하는 물리 법칙 13쪽

스마트폰으로 영상을 보면 기기가 점점 뜨거워집니다. 또 노트북을 무릎 위에 올려둔 채 장시간 사용해도 견디기 힘들 만큼 뜨거워지죠. 이처럼 전자제품을 장시간 사용해서 뜨거워지는 경우는 일상에서 흔히 경험하는 일입니다. 왜 이런 일이 일어날까요? (중략)

‘전류가 흐른다’라는 것은, 도선 안을 전자가 움직이고 있다는 뜻입니다. 전기 회로는 비유하자면 ‘전원에 의해 높은 곳으로 올라간 전자가 점점 낮은 곳으로 미끄러져 내려와 한 바퀴 돈 다음 원래 높이로 되돌아가는 것’과 같습니다. 그리고 그 ‘미끄러져 내려오는 부분’이 전기 저항에 해당합니다. 미끄럼틀을 타고 내려오면 마찰 때문에 엉덩이가 뜨거워지듯 전자가 저항(미끄럼틀)을 거쳐 갈 때도 마찰 같은 작용이 있기 때문에 ‘열’이 발생하죠. 이것이 ‘줄 열’입니다.

PART 3 가전제품의 물리 원리 알기 118쪽

일상적인 데이터를 주고받는 데 편리한 USB 메모리와, 디지털 카메라나 스마트폰의 기억 매체로 자주 쓰이는 SD 카드. 이 흔해빠진 기기 속에 참으로 희한한 ‘양자역학의 세계’가 펼쳐져 있습니다. 이른바 ‘터널 효과’라는 현상인데, 대체 어떤 것일까요?

PART 3 가전제품의 물리 원리 알기 140쪽

네온사인은 진공 상태의 유리관 안에 소량의 ‘네온’이라는 기체를 넣어 밀봉한 뒤 전극을 삽입해서 강한 전압을 거는 구조로 만듭니다. 그리하면 고전압으로 가속된 전자가 네온 원자와 충돌해서 네온 원자 안의 전자가 튕겨 나갑니다. 그리고 그 빈자리로 높은 궤도에 있던 전자가 떨어지면 두 궤도 간의 에너지 차가 전자기파로 방출됩니다. 그 색깔이 바로 가시광선의 붉은색에 해당합니다. 이뿐이라면 붉은색만 나오겠지만 네온 대신 다른 기체, 예컨대 아르곤을 이용하면 아르곤의 에너지 준위를 반영한 색깔인 파란빛이 방출됩니다. (중략) 이러한 지식을 알고 나니 밤거리 풍경이 어딘가 달라 보이지 않나요?

PART 4 우리의 생활 기반을 지탱하는 물리 165쪽

코리올리 힘이 나타나는 현상으로 유명한 것은 역시 태풍의 소용돌이 방향입니다. 태풍은 중심의 저기압을 향해 공기가 빨려 들어가는데, 그때 북반구에서는 ‘진행 방향의 오른쪽 수직 방향’으로 힘이 작용합니다. 따라서 옆 페이지에서 보듯이 결과적으로 반시계 방향으로 도는 소용돌이가 됩니다. 반면 남반구에서는 코리올리 힘이 반대 방향이 되므로 남반구의 태풍은 시계 방향으로 도는 소용돌이가 됩니다.

지구의 자전으로 생기는 코리올리 힘은 기본적으로는 상당히 큰 구조(태풍 따위)에서 나타나는 현상이므로 ‘욕조 마개를 뽑았을 때의 소용돌이 방향’ 같은 작은 구조와는 관련이 없습니다. 실제로 남반구에 출장을 갈 기회가 있는 사람은 자택과 출장지의 욕조 소용돌이를 한번 관찰해봅시다. 남반구라고 해서 꼭 반대 방향은 아닐 겁니다.

PART 5 자연을 한 단계 더 깊이 이해하기 위한 물리 180쪽

좀 더 과장된 예로, 지구에서 거의 빛의 속도로 머나 먼 별까지 날아가는 로켓을 생각해봅시다. 쌍둥이 형제 중 형은 로켓을 타고 동생은 지구에 남았다고 합시다. 로켓이 거의 빛의 속도로 지구에서 멀어질 때 형제는 둘 다 ‘상대의 시계가 느리게 간다’고 관측합니다. 이는 ‘시계’라는 특정한 기계의 동작에 대해서만 성립하는 것이 아니라 소립자의 수명이나 생체리듬, 그 밖의 모든 시간에 대해 성립합니다. 따라서 로켓이 지구에서 날아갈 때 형제는 모두 ‘상대는 좀처럼 나이를 먹지 않는다’라고 관측합니다. 마침내 로켓이 U턴을 해서 다시 지구로 돌아온다고 합시다. 재회한 형제는 어떻게 됐을까요? 결론은 로켓에 타고 있던 형이 더 젊습니다(즉, 형의 시계가 더 느리게 갑니다). 대체 왜 그럴까요? 이 사례는 ‘쌍둥이 역설’ 또는 ‘우라시마 효과’라고 합니다.

PART 6 미시 세계에서 우주 끝까지의 물리 218쪽

[다희호현다인맘]

요것두 궁금하네요^^