목차
1장 기초과학으로서의 물리학
1.1 과학의 기획 ... 2
1.2 물리학의 범위 ... 8
1.3 물리학에서 수학과 측정의 역할 ... 10
1.4 물리학과 일상적인 현상들 ... 14
1.5 이 책의 특성들을 이용하는 방법 ... 16
질문 ... 19
연습문제 ... 19
고난도 연습문제 ... 20
단원 1 뉴턴 혁명
2장 운동의 기술
2.1 평균속력과 순간속력 ... 24
2.2 속도 ... 29
2.3 가속도 ... 32
2.4 운동을 그래프로 나타내기 ... 36
2.5 등가속도 ... 41
질문 ... 45
연습문제 ... 47
고난도 연습문제 ... 48
3장 낙하체와 포물선 운동
3.1 중력가속도 ... 51
3.2 낙하체의 운동 ... 55
3.3 자유낙하 이외의 운동 : 위로 던진 물체의 운동 ... 59
3.4 포물선 운동 ... 62
3.5 목표물 맞추기 ... 65
질문 ... 70
연습문제 ... 72
고난도 연습문제 ... 73
4장 뉴턴의 법칙 : 운동의 기술
4.1 간략한 역사 ... 76
4.2 뉴턴의 제1법칙과 제2법칙 ... 80
4.3 질량과 무게 ... 83
4.4 뉴턴의 제3법칙 ... 88
4.5 뉴턴 법칙의 응용 ... 93
질문 ... 98
연습문제 ... 101
고난도 연습문제 ... 102
5장 원운동, 행성과 중력
5.1 구심가속도 ... 104
5.2 구심력 ... 108
5.3 행성의 운동 ... 113
5.4 뉴턴의 만유인력의 법칙 ... 119
5.5 달 및 다른 행성들 ... 123
질문 ... 128
연습문제 ... 130
고난도 연습문제 ... 131
6장 에너지와 진동
6.1 단순 기계들, 일과 일률 ... 133
6.2 운동 에너지 ... 138
6.3 위치 에너지 ... 141
6.4 에너지 보존 ... 144
6.5 용수철과 단조화 운동 ... 150
질문 ... 154
연습문제 ... 156
고난도 연습문제 ... 157
7장 운동량과 충격량
7.1 충격량과 운동량 ... 160
7.2 운동량 보존의 법칙 ... 165
7.3 반발 ... 168
7.4 탄성충돌과 비탄성충돌 ... 171
7.5 비스듬한 충돌 ... 174
질문 ... 179
연습문제 ... 181
고난도 연습문제 ... 182
8장 강체의 회전운동
8.1 회전 운동이란 무엇인가? ... 185
8.2 토크와 천칭 ... 190
8.3 회전관성과 뉴턴의 제 2법칙 ... 195
8.4 각운동량의 보존 ... 199
8.5 자전거 타기와 다른 놀라운 재주들 ... 205
질문 ... 211
연습문제 ... 212
고난도 연습문제 ... 214
단원 2 유체와 열
9장 유체의 거동
9.1 압력과 파스칼의 원리 ... 219
9.2 대기압과 기체의 거동 ... 223
9.3 아르키메데스의 원리 ... 228
9.4 움직이는 유체 ... 233
9.5 베르누이의 원리 ... 237
질문 ... 243
연습문제 ... 245
고난도 연습문제 ... 246
10장 온도와 열
10.1 온도와 측정 ... 248
10.2 열과 비열 ... 253
10.3 주울의 실험과 열역학 제1법칙 ... 257
10.4 기체의 거동과 제1법칙 ... 262
10.5 열의 흐름 ... 265
질문 ... 270
연습문제 ... 272
고난도 연습문제 ... 273
11장 열기관과 열역학 제2법칙
11.1 열기관 ... 275
11.2 열역학 제2법칙 ... 279
11.3 냉장고, 열펌프와 엔트로피 ... 285
11.4 열 동력장치와 에너지 자원 ... 290
11.5 영구운동과 에너지 속임 ... 294
질문 ... 298
연습문제 ... 300
고난도 연습문제 ... 301
단원 3 전기와 자기
12장 정전기 현상
12.1 전하의 기초 ... 305
12.2 절연체와 도체 ... 310
12.3 정전기력과 쿨롱의 법칙 ... 314
12.4 전기장 ... 317
12.5 전위 ... 321
질문 ... 327
연습문제 ... 329
고난도 연습문제 ... 330
13장 전기회로
13.1 전기회로와 전류 ... 332
13.2 옴의 법칙과 저항 ... 337
13.3 직렬회로와 병렬회로 ... 340
13.4 전기에너지와 전력 ... 345
13.5 교류와 가정용 회로 ... 350
질문 ... 356
연습문제 ... 358
고난도 연습문제 ... 360
14장 자석과 전자기학
14.1 자석과 자기력 ... 362
14.2 전류의 자기적 효과 ... 367
14.3 고리전류의 자기적 효과 ... 372
14.4 패러데이의 법칙 : 전자기 유도 ... 377
14.5 발전기와 변압기 ... 383
질문 ... 388
연습문제 ... 390
고난도 연습문제 ... 391
단원 4 파동 운동과 광학
15장 파동 만들기
15.1 파동 펄스와 주기적인 파동 ... 395
15.2 로프에서의 파동 ... 399
15.3 간섭과 정상파 ... 402
15.4 음파 ... 407
15.5 음악의 물리 ... 413
질문 ... 419
연습문제 ... 421
고난도 연습문 ... 422
16장 광파와 색
16.1 전자기파 ... 424
16.2 파장과 색깔 ... 429
16.3 광파의 간섭 ... 435
16.4 회절격자에 의한 회절 ... 441
16.5 편광 ... 446
질문 ... 450
연습문제 ... 452
고난도 연습문제 ... 453
17장 빛과 렌즈 형성
17.1 반사와 상의 형성 ... 455
17.2 빛의 굴절 ... 459
17.3 렌즈와 상의 형성 ... 466
17.4 구면거울에 의한 초점 ... 470
17.5 안경, 현미경, 망원경 ... 475
질문 ... 482
연습문제 ... 484
고난도 연습문제 ... 485
단원 5. 원자와 핵
18장 원자의 구조
18.1 원자의 존재 : 화학에서의 증거 ... 489
18.2 음극선, 전자, 그리고 X선 ... 495
18.3 방사능과 핵의 발견 ... 500
18.4 원자의 스펙트럼과 보어의 원자 모델 ... 505
18.5 물질파와 양자역학 ... 511
질문 ... 516
연습문제 ... 518
고난도 연습문제 ... 519
19장 핵과 핵에너지
19.1 핵의구조 ... 521
19.2 방사능 붕괴 ... 525
19.3 핵반응과 핵분열 ... 530
19.4 원자로 ... 534
19.5 핵무기와 핵융합 ... 541
질문 ... 546
연습문제 ... 547
고난도 연습문제 ... 548
단원 6. 상태성 이론과 그 너머의 세계
20장 아인슈타인과 상대성이론
20.1 고전 물리학에서의 상대 운동 ... 551
20.2 빛의 속력과 아인슈타인의 가설 ... 556
20.3 시간 팽창과 거리 단축 ... 561
20.4 뉴턴의 법칙과 질량 - 에너지 등가원리 ... 568
20.5 일반 상대성 원리 ... 571
질문 ... 578
연습문제 ... 579
고난도 연습문제 ... 580
21장 일상의 현상을 넘어서
21.1 쿼크와 소립자 ... 583
21.2 우주론과 시간의 기원 ... 589
21.3 반도체와 초소형 전자공학 ... 592
21.4 컴퓨터와 인공지능 ... 599
21.5 초전도체와 신물질 ... 603
질문 ... 609
연습문제 ... 610
고난도 연습문제 ... 610
부록 ... 611
찾아보기 ... 616
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