제1부
   제1장 측정, 태양의 일몰로 지구반지름의 측정이 가능할까? ... 1
      1.1 측정 ... 2
      1.2 국제단위계 ... 2
      1.3 단위환산 ... 3
      1.4 길이 ... 4
      1.5 시간 ... 5
      1.6 질량 ... 7
      연습문제 ... 8
   제2장 직선운동, 나이아가라 폭포에서 강철구가 떨어지는 시간은 얼마나 걸릴까? ... 9
      2.1 운동 ... 10
      2.2 위치와 변위 ... 10
      2.3 평균속도와 평균속력 ... 11
      2.4 순간속도와 순간속력 ... 13
      2.5 가속도 ... 14
      2.6 등가속도운동 ... 16
      2.7 자유낙하 가속도 ... 19
      연습문제 ... 21
   제3장 벡터, 동굴 탐사에서 벡터를 어떻게 사용하는가? ... 23
      3.1 벡터와 스칼라 ... 24
      3.2 기하학적으로 벡터 더하기 ... 24
      3.3 벡터의 성분 ... 27
      3.4 단위벡터 ... 29
      3.5 벡터성분으로 벡터 더하기 ... 29
      3.6 벡터 곱하기 ... 31
      연습문제 ... 34
   제4장 이차원 운동과 삼차원 운동, 인간 포탄을 위한 안전망의 위치는 어떻게 정하는가? ... 36
      4.1 이차원 운동과 삼차원 운동 ... 37
      4.2 위치와 변위 ... 37
      4.3 평균속도와 순간속도 ... 38
      4.4 평균가속도와 순간가속도 ... 41
      4.5 포물체 운동 ... 42
      4.6 포물체 운동의 분석 ... 44
      4.7 등속원운동 ... 47
      연습문제 ... 49
   제5장 힘과 운동 - Ⅰ, 과연 사람이 자신의 이빨로 객차 2량을 끌 수 있을까? ... 51
      5.1 가속도의 원인은 무엇일까? ... 52
      5.2 Newton의 제1법칙 ... 52
      5.3 힘 ... 53
      5.4 질량 ... 54
      5.5 Newton의 제2법칙 ... 56
      5.6 중요한 힘 ... 58
      5.7 Newton의 제3법칙 ... 62
      5.8 Newton법칙의 응용 ... 63
      연습문제 ... 66
   제6장 힘과 운동 - Ⅱ, 고양이는 왜 낮은 곳보다 높은 곳에서 떨어지는 것이 오히려 안전할까? ... 68
      6.1 쓸림 ... 69
      6.2 쓸림의 특성 ... 70
      6.3 끌림힘과 종단속력 ... 73
      6.4 등속원운동 ... 75
      연습문제 ... 78
   제7장 운동에너지와 일, 어마어마한 무게를 들어올릴 때 필요한 일은 얼마나 될까? ... 81
      7.1 에너지 ... 82
      7.2 일 ... 83
      7.3 일과 운동에너지 ... 84
      7.4 중력이 한 일 ... 86
      7.5 용수철 힘이 한 일 ... 89
      7.6 변하는 힘이 한 일 ... 92
      7.7 일률 ... 95
      연습문제 ... 97
   제8장 퍼텐셜에너지와 에너지보존, Easter 섬의 거대한 석상들을 세웠던 불가사의한 에너지 샘은 무엇인가? ... 99
      8.1 퍼텐셜에너지 ... 100
      8.2 경로와 무관한 보존력 ... 102
      8.3 퍼텐셜에너지 구하기 ... 104
      8.4 역학에너지 보존 ... 106
      8.5 퍼텐셜에너지 곡선 읽기 ... 109
      8.6 외부힘이 계에 한 일 ... 112
      8.7 에너지보존 ... 115
      연습문제 ... 117
   제9장 입자계, 어떻게 발레리나가 중력을 없애버린 것처럼 보일 수 있을까? ... 120
      9.1 특별한 점 ... 121
      9.2 질량중심 ... 121
      9.3 입자계에 대한 Newton의 제2법칙 ... 125
      9.4 선운동량 ... 129
      9.5 입자계의 선운동량 ... 129
      9.6 선운동량의 보존 ... 131
      연습문제 ... 132
   제10장 충돌, 왜 나무판보다 벽돌을 격파하기가 쉬울까? ... 135
      10.1 충돌이란 무엇인가? ... 136
      10.2 충격량과 선운동량 ... 137
      10.3 충돌에서의 운동량과 운동에너지 ... 140
      10.4 일차원 비탄성충돌 ... 141
      10.5 일차원 탄성충돌 ... 144
      10.6 이차원 충돌 ... 147
      연습문제 ... 148
   제11장 회전, 업어치기 기술에 숨겨진 물리학은 무엇일까? ... 151
      11.1 병진운동과 회전운동 ... 152
      11.2 회전변수 ... 152
      11.3 등각가속도 회전 ... 155
      11.4 병진운동 변수와 회전운동 변수의 관계 ... 155
      11.5 회전 운동에너지 ... 158
      11.6 회전관성 계산하기 ... 159
      11.7 돌림힘 ... 161
      11.8 회전에 관한 Newton의 제2법칙 ... 163
      11.9 일과 회전 운동에너지 ... 165
      연습문제 ... 168
   제12장 굴림운동, 돌림힘 및 각운동량, 공중 곡예술에서 네 바퀴 공중제비는 왜 어려울까? ... 171
      12.1 굴림운동 ... 172
      12.2 굴림운동의 운동에너지 ... 174
      12.3 굴림운동의 힘 ... 174
      12.4 다시 살펴본 돌림힘 ... 177
      12.5 각운동량 ... 179
      12.6 회전운동에 관한 Newton의 제2법칙 ... 180
      12.7 입자계의 각운동량 ... 183
      12.8 고정축 주위로 회전하는 강체의 각운동량 ... 184
      12.9 각운동량 보존 ... 185
      연습문제 ... 189
제2부
   제13장 평형과 탄성, 바위틈을 오르는 도중에 안전하게 휴식을 취하려면 어떻게 해야 할까? ... 191
      13.1 평형 ... 192
      13.2 평형조건 ... 193
      13.3 무게중심 ... 194
      13.4 정적 평형의 몇 가지 보기 ... 196
      연습문제 ... 199
   제14장 중력, 블랙홀을 어떻게 알 수 있을까? ... 201
      14.1 우주와 중력 ... 202
      14.2 Newton의 중력법칙 ... 202
      14.3 중력과 중첩원리 ... 204
      14.4 지표면 근처의 중력 ... 205
      14.5 지구 내부에서의 중력 ... 208
      14.6 중력 퍼텐셜에너지 ... 209
      14.7 행성과 위성 : Kepler의 법칙 ... 214
      14.8 위성의 궤도와 에너지 ... 217
      연습문제 ... 220
   제15장 유체, 미숙한 잠수부가 이따금 죽게 되는 이유는 무엇인가? ... 222
      15.1 유체와 세상 ... 223
      15.2 유체란 무엇인가? ... 223
      15.3 밀도와 압력 ... 223
      15.4 정지해 있는 유체 ... 226
      15.5 Pascal의 원리 ... 228
      15.6 Archimedes의 원리 ... 229
      15.7 이상유체의 운동 ... 231
      15.8 연속방정식 ... 232
      15.9 Bernoulli 방정식 ... 234
      연습문제 ... 237
   제16장 진동, 멀리서 발생한 지진파가, 어떻게 멕시코 시티의 건물들을 붕괴시켰겠는가? ... 239
      16.1 진동 ... 240
      16.2 단조화운동 ... 240
      16.3 단조화운동에 대한 힘의 법칙 ... 243
      16.4 단조화운동의 에너지 ... 245
      16.5 단조화 각진동자 ... 247
      16.6 진자 ... 247
      16.7 단조화진동과 등속원운동 ... 251
      연습문제 ... 252
   제17장 파동 - Ⅰ, 전갈은 시각이나 청각을 사용하지 않고, 어떻게 먹이를 잡을 수 있을까? ... 255
      17.1 파동과 입자 ... 256
      17.2 파동의 유형 ... 256
      17.3 가로파동과 세로파동 ... 257
      17.4 파장과 진동수 ... 258
      17.5 진행파동의 속도 ... 261
      17.6 파동의 중첩원리 ... 263
      17.7 파동의 간섭 ... 264
      17.8 위상자 ... 267
      17.9 정지파 ... 269
      17.10 정지파와 공명 ... 271
      연습문제 ... 273
   제18장 파동 - Ⅱ, 아주 캄캄한 곳에서 박쥐는 어떻게 나방을 잡을 수 있는가? ... 274
      18.1 음파 ... 275
      18.2 간섭 ... 275
      18.3 세기와 소리준위 ... 277
      18.4 음악적인 소리의 샘 ... 279
      18.5 맥놀이 ... 281
      18.6 Doppler 효과 ... 282
      연습문제 ... 287
   제19장 온도, 열, 열역학 제1법칙, 일본벌들은 말벌의 공격을 어떻게 막아내는가? ... 289
      19.1 열역학 ... 290
      19.2 열역학 제0법칙 ... 290
      19.3 온도 ... 291
      19.4 섭씨온도 ... 293
      19.5 온도와 열 ... 293
      19.6 열용량 ... 295
      19.7 열과 일 구하기 ... 298
      19.8 열역학 제1법칙 ... 300
      19.9 특별한 열역학과정 ... 301
      19.10 열전달 ... 304
      연습문제 ... 307
   제20장 기체운동론, 차가운 탄산음료의 용기를 딸 때, 안개가 생기는 이유는 무엇인가? ... 309
      20.1 기체에 대한 새로운 관점 ... 310
      20.2 Avogadro 수 ... 310
      20.3 이상기체 ... 311
      20.4 압력, 온도, 제곱평균제곱근 속력 ... 314
      20.5 병진 운동에너지 ... 316
      20.6 이상기체의 몰비열 ... 317
      20.7 자유도와 몰비열 ... 321
      20.8 이상기체의 단열팽창 ... 322
      연습문제 ... 326
   제21장 엔트로피와 열역학 제2법칙, 시간의 방향은 어떻게 정해지는가? ... 327
      21.1 한 방향 과정 ... 328
      21.2 엔트로피 변화 ... 329
      21.3 열역학 제2법칙 ... 333
      21.4 실제 기관의 엔트로피 ... 334
      21.5 실제 기관의 효율 ... 338
      21.6 엔트로피의 통계역학적 풀이 ... 339
      연습문제 ... 343
제3부
   제22장 전하, Wintergeen 사탕을 부술 때 푸른 빛이 보이는 이유는 무엇인가? ... 345
      22.1 전자기학 ... 346
      22.2 전하 ... 346
      22.3 도체와 절연체 ... 347
      22.4 Coulomb의 법칙 ... 348
      22.5 전하는 양자화되어 있다 ... 352
      22.6 전하는 보존된다 ... 354
      연습문제 ... 355
   제23장 전기장, 분화구 상공에서 거대한 전기방전이 일어나는 이유는 무엇인가? ... 356
      23.1 전하와 힘 ... 357
      23.2 전기장 ... 357
      23.3 전기장선 ... 358
      23.4 점전하가 만드는 전기장 ... 360
      23.5 전기쌍극자가 만드는 전기장 ... 362
      23.6 선전하가 만드는 전기장 ... 363
      23.7 대전된 원판이 만드는 전기장 ... 367
      23.8 전기장 안의 점전하 ... 368
      23.9 전기장 안의 전기쌍극자 ... 371
      연습문제 ... 373
   제24장 Gauss의 법칙, 번개의 폭은 얼마나 될까? ... 375
      24.1 Coulomb의 법칙에 대한 새로운 관점 ... 376
      24.2 다발 ... 376
      24.3 전기장 다발 ... 377
      24.4 Gauss의 법칙 ... 379
      24.5 Gauss의 법칙과 Coulomb의 법칙 ... 380
      24.6 고립된 도체 ... 381
      24.7 Gauss 법칙의 응용 : 원통대칭 ... 383
      24.8 Gauss 법칙의 응용 : 면대칭 ... 385
      24.9 Gauss 법칙의 응용 : 구대칭 ... 387
      연습문제 ... 389
   제25장 전기퍼텐셜, 갑자기 당신의 머리카락이 위로 곤두선다면 어떠한 위험이 있겠는가? ... 391
      25.1 전기 퍼텐셜에너지 ... 392
      25.2 전기퍼텐셜 ... 393
      25.3 등퍼텐셜면 ... 395
      25.4 전기장에서 퍼텐셜 구하기 ... 397
      25.5 점전하가 만드는 퍼텐셜 ... 399
      25.6 점전하 무리가 만드는 퍼텐셜 ... 400
      25.7 전기쌍극자가 만드는 퍼텐셜 ... 401
      25.8 연속 전하분포가 만드는 퍼텐셜 ... 402
      25.9 퍼텐셜에서 전기장 구하기 ... 404
      25.10 점전하 계의 전기 퍼텐셜에너지 ... 406
      연습문제 ... 408
   제26장 전기용량, 당신의 친구가 길거리에서 심장마비 증세를 일으키면 어떻게 하겠는가? ... 410
      26.1 축전기의 사용 ... 411
      26.2 전기용량 ... 411
      26.3 전기용량 계산하기 ... 413
      26.4 축전기의 병렬연결과 직렬연결 ... 417
      26.5 전기장에 저장된 에너지 ... 421
      연습문제 ... 423
   제27장 전류와 저항, 체펠린형 Hindenburg호가 불타면서 추락한 이유는 무엇일까? ... 425
      27.1 움직이는 전하와 전류 ... 426
      27.2 전류 ... 427
      27.3 전류밀도 ... 428
      27.4 저항과 비저항 ... 431
      27.5 Ohm의 법칙 ... 434
      27.7 전기회로의 에너지와 일률 ... 436
      27.8 반도체 ... 438
      27.9 초전도체 ... 439
      연습문제 ... 439
   제28장 회로, 전기뱀장어는 큰 전류를 어떻게 발생시킬까? ... 441
      28.1 기전력장치 ... 442
      28.2 일, 에너지, 그리고 기전력 ... 442
      28.3 단일고리 회로 ... 444
      28.4 다른 단일고리 회로 ... 446
      28.5 퍼텐셜차 ... 449
      28.6 다중고리 회로 ... 451
      28.7 RC회로 ... 455
      연습문제 ... 459
   제29장 자기장, 무엇이 거대한 오로라를 만들며 두께는 왜 얇을까? ... 460
      29.1 자기장 ... 461
      29.2 자기장 <?import namespace ... m ur
      29.3 교차장 : 전자의 발견 ... 466
      29.4 교차장 : Hall 효과 ... 467
      29.5 원운동하는 전하 ... 469
      29.6 전류가 흐르는 도선에 작용하는 자기힘 ... 473
      29.7 전류고리에 작용하는 돌림힘 ... 475
      29.8 자기쌍극자 ... 478
      연습문제 ... 479
   제30장 전류가 만드는 자기장, 어떻게 커다란 가속도를 만들 수 있을까? ... 481
      30.1 전류가 만드는 자기장 계산하기 ... 482
      30.2 두 평행도선 사이에 작용하는 힘 ... 485
      30.3 Ampere의 법칙 ... 487
      30.4 솔레노이드 ... 491
      30.5 전류고리와 자기쌍극자 ... 493
      연습문제 ... 496
   제31장 유도와 유도용량, 전기기타는 록 음악을 어떻게 바꾸어 놓았는가? ... 498
      31.1 대칭성 ... 499
      31.2 두 가지 실험 ... 499
      31.3 Faraday의 유도법칙 ... 500
      31.4 Lenz의 법칙 ... 502
      31.5 유도와 에너지 전달 ... 505
      31.6 유도전기장 ... 507
      31.7 유도기와 유도용량 ... 511
      31.8 자체유도 ... 513
      31.9 RL 회로 ... 514
      31.10 자기장에 저장된 에너지 ... 518
      31.11 자기장의 에너지밀도 ... 520
      연습문제 ... 521
   제32장 자기와 물질 : Maxwell 방정식, 개구리는 자기장의 힘을 빌어 어떻게 부상할 수 있을까? ... 524
      32.1 자석 ... 525
      32.2 자기장에 대한 Gauss의 법칙 ... 525
      32.3 자기와 전자 ... 526
      32.4 자기물질 ... 530
      32.5 유도자기장 ... 531
      32.6 변위전류 ... 534
      32.7 Maxwell 방정식 ... 536
      연습문제 ... 537
   제33장 전자기 진동과 교류전류, 어떻게 전기기사가 감전되지 않고 보수작업을 할 수 있을까? ... 538
      33.1 진동과 회로 ... 539
      33.2 LC 진동의 정성적 기술 ... 539
      33.3 LC 진동의 정량적 분석 ... 542
      33.4 RLC 회로의 감쇠진동 ... 546
      33.5 교류전류 ... 548
      33.6 강제진동 ... 548
      33.7 간단한 세 회로 ... 549
      33.8 RLC 직렬회로 ... 556
      연습문제 ... 561
제4부
   제34장 전자기파, 살별의 꼬리는 왜 두 개일까? ... 562
      34.1 Maxwell의 무지개 ... 563
      34.2 진행하는 전자기파의 정성적 기술 ... 564
      34.3 진행하는 전자기파의 정량적 기술 ... 567
      34.4 에너지 수송과 Poynting 벡터 ... 570
      34.5 복사압 ... 573
      34.6 편광 ... 576
      34.7 반사와 굴절 ... 580
      34.8 내부전반사 ... 582
      연습문제 ... 584
   제35장 상, Manet의 그림에서 실상과 전혀 다르게 그린 곳이 있는 이유는 무엇일까? ... 587
      35.1 두 종류의 상 ... 588
      35.2 평면거울 ... 588
      35.3 구면거울 ... 590
      35.4 구면거울이 만드는 상 ... 591
      35.5 얇은 렌즈 ... 595
      35.6 광학기기 ... 599
      연습문제 ... 603
   제36장 간섭현상, 나방 날개의 색깔이 현란하게 보이는 이유는 무엇일까? ... 605
      36.1 간섭 ... 606
      36.2 빛은 파동이다 ... 606
      36.3 에돌이 ... 611
      36.4 Young의 간섭실험 ... 612
      36.5 결맞음 ... 615
      36.6 간섭무늬의 세기 ... 616
      36.7 박막간섭 ... 618
      연습문제 ... 622
   제37장 에돌이 현상, 점묘법으로 그린 그림의 색깔은 왜 보는 거리에 따라 변하는가? ... 624
      37.1 빛의 에돌이와 파동이론 ... 625
      37.2 단일실틈이 만드는 에돌이 : 극소 위치 ... 626
      37.3 단일실틈이 에돌이의 세기 ... 629
      37.4 원형구멍이 만드는 에돌이 ... 630
      37.5 이중실틈이 만드는 에돌이 ... 633
      37.6 에돌이발 ... 636
      연습문제 ... 639
   제38장 상대론, 현대의 항법시스템에서 특수 상대성이론이 왜 중요한가? ... 641
      38.1 상대성이론이란 무엇인가? ... 642
      38.2 상대론의 가설 ... 643
      38.3 사건의 측정 ... 644
      38.4 동시성의 상대성 ... 646
      38.5 시간의 상대성 ... 649
      38.6 길이의 상대성 ... 653
      38.7 Lorentz 변환 ... 655
      38.8 Lorentz 방정식의 몇 가지 중요한 결과 ... 657
      38.9 속도의 상대성 ... 658
      38.10 빛의 Doppler효과 ... 659
      38.11 운동량에 대한 새로운 관점 ... 662
      38.12 에너지에 대한 새로운 관점 ... 663
      연습문제 ... 667
제5부
   제39장 빛알과 물질파, 전자와 같은 입자가 파동일 수 있을까? ... 669
      39.1 새로운 시각 ... 670
      39.2 빛알, 빛의 양자 ... 670
      39.3 광전효과 ... 672
      39.4 빛알은 운동량을 갖는다 ... 675
      39.5 빛은 확률파동이다 ... 678
      39.6 전자와 물질파 ... 679
      39.7 Schr<m:math ? xmlns ... '"htt
      39.8 Heisenberg의 불확정성 원리 ... 685
      39.9 장별 터널링 ... 686
      연습문제 ... 688
   제40장 물질파와 양자상태, 전자를 가둘 수 있는 방법이 있을까? ... 690
      40.1 원자 만들기 ... 691
      40.2 줄의 파동과 물질파 ... 691
      40.3 갇힌 전자의 에너지 ... 692
      40.4 갇힌 전자의 파동함수 ... 695
      40.5 수소원자 ... 699
      연습문제 ... 702
   제41장 원자의 모든 것, 레이저 빛은 다른 빛과 무엇이 다른가? ... 703
      41.1 원자의 세상 ... 704
      41.2 원자의 특성 ... 704
      41.3 전자의 스핀 ... 706
      41.4 각운동량과 자기쌍극자 모멘트 ... 706
      41.5 Stern-Gerlach의 실험 ... 709
      41.6 Pauli의 배타원리 ... 713
      41.7 주기율표의 구성 ... 713
      41.8 레이저와 레이저 빛 ... 716
      41.9 레이저의 원리 ... 717
      연습문제 ... 719
   제42장 고체의 전도성, 뉴멕시코주 Fab 11 공장에서는 왜 우주인 복장으로 일을 할까? ... 721
      42.1 고체의 특성 ... 722
      42.2 고체의 전기적 특성 ... 722
      42.3 결정고체의 에너지준위 ... 723
      42.4 절연체 ... 724
      42.5 금속 ... 725
      42.6 반도체 ... 728
      42.7 도핑된 반도체 ... 730
      42.8 pn 접합 ... 732
      42.9 접합정류기 ... 734
      42.10 발광 다이오드(LED) ... 735
      42.11 트랜지스터 ... 737
      연습문제 ... 738
   제43장 핵물리, 원자핵들은 왜, 어떻게 붕괴되는가? ... 739
      43.1 원자핵의 발견 ... 740
      43.2 원자핵의 특성 ... 742
      43.3 방사성 붕괴 ... 747
      43.4 알파붕괴 ... 749
      43.5 베타붕괴 ... 751
      43.6 방사능 연대측정 ... 753
      연습문제 ... 754
   제44장 핵에서 얻는 에너지, 온 세상을 공포에 떨게 했던 원자폭탄 뒤에 숨은 물리학은 무엇일까? ... 756
      44.1 원자와 원자핵 ... 757
      44.2 핵분열 : 기본과정 ... 758
      44.3 열 핵융합 : 기본과정 ... 761
      44.4 별의 열 핵융합 ... 763
      연습문제 ... 766
   제45장 쿼크와 랩톤, 그리고 대폭발, 어떻게 초기 우주의 영상을 얻을 수 있을까? ... 768
      45.1 우주의 기원과 형성 ... 769
      45.2 계속되는 입자들의 발견 ... 769
      45.3 입자들의 특성과 반응 ... 773
      45.4 렙톤 ... 776
      45.5 강입자 ... 778
      45.6 또 다른 보존법칙 ... 779
      45.7 팔정도 ... 780
      45.8 쿼크모형 ... 781
      45.9 기본힘과 매개입자 ... 783
      45.10 팽창하는 우주 ... 785
      45.11 우주 배경복사 ... 787
      45.12 암흑물질 ... 787
      45.13 대폭발 ... 788
      연습문제 ... 790
부록
   A. 국제단위계(SI) ... a-1
   B. 물리학의 기본상수 ... a-3
   C. 천문학적 값 ... a-4
   E. 수학공식 ... a-5
   G. 원소의 주기율표 ... a-8
찾아보기 Ⅰ-1