목차 일부
1 과학에 대하여
1.1 기초 과학 - 물리학 ... 1
1.2 수학 - 과학의 언어 ... 1
1.3 과학적 방법 ... 2
1.4 과학적 태도 ... 2
1.5 과학적 가설은 검증 가능해야 한다. ... 4
1.6 과학, 기술, 그리고 사회 ... 5
1.7 과학, 예술, 그리고 종교 ... 6
1.8 전망 ...
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목차 전체
1 과학에 대하여
1.1 기초 과학 - 물리학 ... 1
1.2 수학 - 과학의 언어 ... 1
1.3 과학적 방법 ... 2
1.4 과학적 태도 ... 2
1.5 과학적 가설은 검증 가능해야 한다. ... 4
1.6 과학, 기술, 그리고 사회 ... 5
1.7 과학, 예술, 그리고 종교 ... 6
1.8 전망 ... 7
Ⅰ 역학 ... 9
2 운동 ... 10
2.1 운동은 상대적이다 ... 10
2.2 속력 ... 11
2.3 속도 ... 13
2.4 가속도 ... 15
2.5 자유 낙하 : 얼마나 빠르게 ... 17
2.6 자유 낙하 : 얼마나 멀리 ... 19
2.7 운동과 그래프 ... 21
2.8 공기 저항과 낙하하는 물체 ... 24
2.9 얼마나 빠르게, 얼마나 멀리, 빠른 정도가 얼마나 빠르게 변하는가 ... 24
3 포물선 운동 ... 28
3.1 벡터량과 스칼라량 ... 28
3.2 벡터량으로서의 속도 ... 29
3.3 벡터의 성분 ... 31
3.4 포물선 운동 ... 33
3.5 비스듬히 위로 던져진 (포)물체 ... 35
3.6 빠르게 운동하는 포물체 - 인공위성 ... 39
4 뉴턴의 운동 제 1 법칙 - 관성 ... 43
4.1 아리스토텔레스의 운동관 ... 43
4.2 코페르니쿠스와 움직이는 지구(1) ... 44
4.3 갈릴레오의 운동관 ... 44
4.4 뉴턴의 관성의 법칙 ... 46
4.5 질량 - 관성의 힘 ... 48
4.6 알짜 힘 ... 51
4.7 평형 - 알짜 힘이 0일 때 ... 51
4.8 힘의 벡터적 합성 ... 53
4.9 움직이는 지구(2) ... 55
5 뉴턴의 운동 제 2 법칙 - 관성힘과 가속도 ... 59
5.1 힘은 가속도의 원인이다 ... 59
5.2 질량과 가속도 ... 60
5.3 뉴턴의 운동 제 2 법칙 ... 60
5.4 마찰 ... 63
5.5 단위 면적당 작용하는 힘 - 압력 ... 64
5.6 자유 낙하와 피사의 사탑 ... 66
5.7 낙하와 공기 저항 ... 68
6 뉴턴의 운동 제 3 법칙 - 작용과 반작용 ... 74
6.1 힘과 상호작용 ... 74
6.2 뉴턴의 운동 제 3 법칙 ... 75
6.3 작용·반작용을 구별해 본다 ... 75
6.4 질량이 다른 물체 사이의 작용과 반작용 ... 77
6.5 작용·반작용의 두 힘은 서로 상쇄되는가? ... 78
6.6 말과 마차 문제 ... 80
6.7 말과 마차 문제 : 작용은 반작용과 같다 ... 82
7 운동량 ... 86
7.1 운동량 ... 86
7.2 충격량은 운동량의 변화량이다 ... 87
7.3 부딪친 후 되튈 때의 충격량 ... 91
7.4 운동량 보존 ... 92
7.5 충돌 ... 94
7.6 운동량 벡터 ... 98
8 에너지
8.1 일 ... 103
8.2 일률 ... 104
8.3 역학적 에너지 ... 105
8.4 위치 에너지 ... 106
8.5 운동 에너지 ... 108
8.6 에너지 보존 ... 109
8.7 기계 ... 111
8.8 효율 ... 114
8.9 생명을 위한 에너지 ... 117
9 원운동 ... 122
9.1 자전과 공전 ... 123
9.2 회전 속력(각속력) ... 123
9.3 구심력 ... 126
9.4 구심력과 원심력 ... 127
9.5 회전 좌표계에서의 원심력 ... 129
9.6 인공 중력 ... 131
10 무게중심 ... 122
10.1 무게 중심 ... 136
10.2 질량 중심 ... 138
10.3 무게 중심의 위치 알아보기 ... 139
10.4 넘어뜨리기 ... 140
10.5 안정성 ... 142
10.6 사람의 무게 중심 ... 145
11 회전 역학 ... 150
11.1 토크 ... 152
11.2 토크의 평형 ... 152
11.3 토크와 무게 중심 ... 152
11.4 회전 관성 ... 154
11.5 회전 관성과 체육 ... 159
11.6 각운동량 ... 161
11.7 각운동량의 보존 ... 163
12 만유인력 ... 168
12.1 떨어지는 사과 ... 168
12.2 떨어지는 달 ... 169
12.3 떨어지는 지구 ... 171
12.4 뉴턴의 만유인력의 법칙 ... 172
12.5 중력과 거리 : 역제곱의 법칙(거꿀 제곱법칙) ... 175
12.6 만유인력 ... 177
13 중력에 의한 상호작용 ... 182
13.1 중력장 ... 182
13.2 행성 내부의 중력장 ... 184
13.3 무게 중심과 무중력 상태 ... 186
13.4 바다의 조석 ... 187
13.5 육지와 대기의 조석 ... 193
13.6 불랙홀 ... 193
14 위성의 운동 ... 199
14.1 지구 위성 ... 199
14.2 원 궤도 ... 202
14.3 타원 궤도 ... 203
14.4 에너지 보존과 위성의 운동 ... 205
14.5 탈출 속력 ... 207
15 특수 상대성 이론 - 시공간론 ... 212
15.1 시공간 ... 213
15.2 운동은 상대적이다 ... 215
15.3 광속은 일상하다 ... 216
15.4 특수 상대성 이론의 첫 번째 공리 ... 217
15.5 특수 상대성 이론의 두 번째 공리 ... 218
15.6 시간 지연 ... 222
15.7 쌍둥이 여행 ... 228
15.8 공간과 시간 여행 ... 228
16 특수 상대성 이론 - 길이, 운동량, 에너지 ... 232
16.1 길이 수축 ... 232
16.2 운동량 그리고 상대론에서의 관성 ... 234
16.3 질량과 에너지의 등가성 ... 236
16.4 상대론에서 운동 에너지 ... 238
16.5 대응 원리 ... 239
Ⅱ 물질의 성질 ... 243
17 물질의 원자론 ... 244
17.1 원소 ... 244
17.2 원자들은 재생 가능한가? ... 246
17.3 원자는 작다 ... 246
17.4 원자의 존재에 대한 증거 ... 248
17.5 분자 ... 249
17.6 화합물 ... 250
17.7 원자핵 ... 250
17.8 원자 안의 전자들 ... 252
17.9 물질의 상태 ... 255
18 고체 ... 258
18.1 결정 구조 ... 258
18.2 밀도 ... 260
18.3 탄성 ... 263
18.4 압축과 신장 ... 264
18.5 축척 ... 267
19 액체 ... 273
19.1 액체의 압력 ... 273
19.2 부력 ... 277
19.3 아르키메데스의 원리 ... 278
19.4 가라앉을까, 아니면 떠오를까? ... 280
19.5 부양 ... 282
19.6 파스칼의 원리 ... 284
20 기체 ... 290
20.1 대기 ... 290
20.2 대기압 ... 292
20.3 간단한 기압계 ... 294
20.4 아네로이드 기압계 ... 296
20.5 보일의 법칙 ... 297
20.6 공기의 부력 ... 299
20.7 베르누이의 원리 ... 300
20.8 베르누이 원리의 적용 ... 301
Ⅲ 열 ... 306
21 온도, 열, 열팽창 ... 307
21.1 온도 ... 307
21.2 열 ... 309
21.3 열적 평형 ... 310
21.4 내부 에너지 ... 310
21.5 열량의 측정 ... 311
21.6 비열 ... 313
21.7 물의 비열은 매우 크다 ... 314
21.8 열팽창 ... 315
21.9 물의 팽창 ... 319
22 열의 전달 ... 325
22.1 전도 ... 325
22.2 대류 ... 327
22.3 복사 ... 330
22.4 복사 에너지의 흡수 ... 331
22.5 복사 에너지의 방출 ... 332
22.6 뉴턴의 냉각 법칙 ... 334
22.7 지구 온난화와 온실 효과 ... 335
23 상태의 변화 ... 339
23.1 증발 ... 339
23.2 응결 ... 341
23.3 증발 속도와 응결 속도 ... 343
23.4 비등(끓음) ... 343
23.5 결빙 ... 345
23.6 동시에 일어나는 비응과 결빙 ... 346
23.7 복빙(復氷, 되열기) ... 346
23.8 에너지와 상태의 변화 ... 347
24 열역학 ... 354
24.1 절대 영도(Absolute Zero) ... 354
24.2 열역학 제 1 법칙 ... 355
24.3 단열 과정 ... 358
24.4 열역학 제 2 법칙 ... 360
24.5 열기관과 열역학 제 2 법칙 ... 361
24.6 질서에서 무질서로 ... 364
24.7 엔트로피 ... 365
Ⅳ 소리와 빛 ... 371
25 진동과 파동 ... 372
25.1 단진자의 진동 ... 372
25.2 파동의 묘사 ... 373
25.3 파동의 전파 ... 375
25.4 파동의 (전파)속력 ... 376
25.5 횡파 ... 378
25.6 종파 ... 378
25.7 파동의 간섭 ... 379
25.8 정상파 ... 380
25.9 도플러 효과 ... 382
25.10 두부파(頭部波, Bow Waves) ... 384
25.11 충격파 ... 385
26 소리 ... 390
26.1 소리의 근원 ... 390
26.2 공기 중의 소리 ... 391
26.3 소리를 전달해 주는 매질 ... 392
26.4 소리의 속력(음속) ... 393
26.5 소리의 크기 ... 393
26.6 강제 진동 ... 394
26.7 고유 진동수 ... 395
26.8 공명 ... 395
26.9 간섭 ... 397
26.10 맥놀이 ... 398
27 빛 ... 404
27.1 빛에 관한 초기의 개념 ... 404
27.2 빛의 속도 ... 405
27.3 전자기파 ... 408
27.4 빛과 투명한 물질 ... 409
27.5 불투명한 물질들 ... 411
27.6 그림자 ... 412
27.7 편광 ... 414
27.8 편광과 3차원 영상 ... 416
28 색깔 ... 421
28.1 스펙트럼 ... 421
28.2 반사에 의한 색깔 ... 422
28.3 투과에 의한 색깔 ... 424
28.4 태양 광선 ... 425
28.5 색광의 혼합 ... 426
28.6 보색 ... 427
28.7 색소 혼합 ... 429
28.8 하늘은 왜 파랗게 보이는가? ... 432
28.9 저녁놀은 왜 붉은가? ... 433
28.10 바닷물은 왜 청록색일까? ... 435
28.11 원자의 색깔 코드 - 원자 스펙트럼 ... 436
29 반사와 굴절 ... 442
29.1 반사 ... 442
29.2 반사의 법칙 ... 443
29.3 거울 ... 444
29.4 난반사 ... 446
29.5 소리의 반사 ... 447
29.6 굴절 ... 448
29.7 소리의 굴절 ... 449
29.8 빛의 굴절 ... 451
29.9 대기에 의한 굴절 ... 452
29.10 프리즘 속의 분산 ... 454
29.11 무지개 ... 455
29.12 전반사 ... 457
30 렌즈 ... 463
30.1 블록 렌즈와 오목 렌즈 ... 463
30.2 렌즈에 의해 만들어지는 상 ... 465
30.3 광선으로 상을 작도하기 ... 467
30.4 상에 관한 요약 ... 470
30.5 여러 가지 광학 기구 ... 471
30.6 눈 ... 473
30.7 결함 ... 474
30.8 렌즈의 결함 ... 475
31 회절과 간섭 ... 480
31.1 호이겐스의 원리 ... 480
31.2 회절 ... 483
31.3 간섭 ... 486
31.4 영의 간섭 실험 ... 487
31.5 얇은 막에서의 간섭 ... 490
31.6 얇은 막에서 보이는 무지개 빛 ... 491
31.7 레이저 광선 ... 493
31.8 홀로그램 ... 495
Ⅴ 전기와 자기 ... 499
32 정전기 ... 500
32.1 전기력과 전하 ... 500
32.2 전하의 보존 ... 502
32.3 쿨롱의 법칙 ... 504
32.4 도체와 절연체 ... 508
32.5 마찰과 접촉에 의한 대전 ... 509
32.6 유도에 의한 대전 ... 510
32.7 분극 ... 512
33 전기장과 전위 ... 517
33.1 전기장 ... 517
33.2 전기력선 ... 519
33.3 전기 차폐 ... 521
33.4 전기 위치 에너지 ... 523
33.5 전위 ... 524
33.6 전기 에너지 저장 ... 526
33.7 반 데 그라프 ... 527
34 전류 ... 531
34.1 전하의 흐름 ... 531
34.2 전류 ... 532
34.3 전원 ... 533
34.4 전기 저항 ... 534
34.5 옴의 법칙 ... 535
34.6 옴의 법칙과 전기 충격 ... 537
34.7 직류와 교류 ... 539
34.8 직류를 교류로 바꾸기 ... 540
34.9 회로에서 전자의 속력 ... 541
34.10 회로 안에 있는 전자의 근원 ... 542
34.11 전력 ... 543
35 전기회로 ... 548
35.1 전기와 전구 ... 548
35.2 전기 회로 ... 549
35.3 직렬 회로 ... 550
35.4 병렬 회로 ... 552
35.5 회로도 ... 554
35.6 복잡한 회로에서의 저항 연결 ... 555
35.7 병렬 회로와 과부하 ... 557
36 자기 ... 562
36.1 자극 ... 563
36.2 자기장 ... 564
36.3 자기장의 본질 ... 565
36.4 자기 구역 ... 566
36.5 전류와 자기장 ... 568
36.6 움직이는 대전 입자에 작용하는 힘 ... 570
36.7 전류가 흐르는 전선에 작용하는 전자기력 ... 571
36.8 계기와 전동기 ... 572
36.9 지구 자기장 ... 574
37 전자기 유도 ... 577
37.1 전자기 유도 ... 577
37.2 패러데이 법칙 ... 579
37.3 발전기와 교류 ... 580
37.4 전동기와 발전기 비교 ... 582
37.5 변압기 ... 583
37.6 전력 수송 ... 587
37.7 전기장과 자기장 유도 ... 587
37.8 전자기파 ... 589
Ⅵ 원자물리 ... 595
38 원자와 양자 ... 596
38.1 모형 ... 596
38.2 광량자 ... 597
38.3 광전 효과 ... 598
38.4 파동의 입자성 ... 599
38.5 입자의 파동성 ... 600
38.6 전자파 ... 601
38.7 원자와 상대적인 크기 ... 603
38.8 양자 물리학 ... 605
38.9 확률과 카오스 ... 606
39 원자핵과 방사능 ... 609
39.1 원자핵 ... 609
39.2 방사성 붕괴 ... 610
39.3 방사성의 투과력 ... 612
39.4 방사성 동위 원소 ... 613
39.5 반감기 ... 615
39.6 원소의 사연 변환 ... 617
39.7 원소의 인공 변환 ... 620
39.8 탄소 연대 측정 ... 621
39.9 우라늄 연대 측정 ... 623
39.10 방사성 추적자 ... 623
39.11 방사선과 우리 ... 624
40 핵분열과 핵융합 ... 609
40.1 핵분열 ... 630
40.2 원자로 ... 633
40.3 플루토늄 ... 634
40.4 증식로 ... 635
40.5 질량 - 에너지 등가원리 ... 636
40.6 제어된 핵융합 ... 641
부록 ... 645
A. 측정 단위 ... 645
B. 단위 계산 ... 647
C. 그래프 그리기 ... 649
D. 측정 단위 벡터 응용 ... 652
E. 지수적인 증가와 배증 시간 ... 656
F. 물리 방정식 ... 659
문제와 해답 ... 661
색인 ... 685
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