[eBook]빛의 핵심 : 물리학자 고재현의 광학 이야기

저 : 고재현 출판사 : 사이언스북스발행일 : 2021년 05월17일 | 종이책 발행일 : 2020년 10월30일

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21세기는 빛의 세기다
백열 전구에서 QLED까지
빛알 하나가 만든 우주와의 조우


빛 박사에 의한, 빛에 대한, 빛나는 책!―김상욱(경희 대학교 물리학과 교수)

대기 중에서 산란된 빛알 하나가 내 눈의 수정체를 통과해 방금 망막에 닿았다. 내 마음은 멋진 파란 하늘에 닿는다. 방금 닿은 빛알 하나를 떠올려본다. 엄청난 규모의 시공간을 건너 뛴 우주적 사건이다. 바로, 저자가 말하는 빛알 하나가 만든 우주와의 조우다.―김범준(성균관 대학교 물리학과 교수)

21세기에 들어선 시점에서 왜 빛과 광기술이 강조되는 것일까? 휴대폰 화면의 빛으로 시작해 빛과 함께 끝나는 매일은 물론이고, 우리는 빛으로 세상을 보고 느끼며 정보를 주고받는 한편 우주의 탄생 무렵 과거를 들여다보기도 한다. 갑작스럽게 맞이한 비대면 시대에도 광통신과 디스플레이 기술을 토대로 세상은 서로 연결되고 있으며 인류는 현재를 헤쳐나가 다시 미래로 향할 것이다. 20세기가 전자의 세기라면 21세기는 빛의 세기다. 이번에 (주)사이언스북스에서 출간된 『빛의 핵심: 물리학자 고재현의 광학 이야기』는 일상 속에서 끊임없이 명멸하는 빛의 의미와, 빛에 기초한 광기술의 현재를 가장 알기 쉽게 안내해 주는 책이다. 이 책을 쓴 고재현 한림 대학교 나노 융합 스쿨 교수는 디스플레이 광학과 조명, 응집 물질 분광학 등 빛의 응용을 연구하는 물리학자이자, 누구보다 빛을 사랑하는 ‘빛 박사’이다. 삼성코닝 책임 연구원을 거쳐 현재는 한림 대학교 나노 융합 스쿨에서 가르치고 있으며 한림대학교 학술상, 한국정보디스플레이학회 JID 우수논문상, 한국물리학회 논문 인용 피인용상, 과학기술우수논문상 등을 수상했다. 매일같이 마주치는 하늘 사진을 찍고, 무지개 너머 빛의 비밀을 떠올리는 그는 한국물리학회 물리 대중화 특별 위원회 실무 이사를 맡아 물리 대중화를 위해 활동한 바 있고 지금도 다양한 현장에서 빛에 대한 강연을 펼치고 있다.

태초에 빛이 있었다

『빛의 핵심』 표지에 사용된 19세기 목판화는 1666년경 프리즘을 사용한 뉴턴의 빛 실험을 형상화한 것이다. 프리즘을 이용해 햇빛을 무지갯빛으로 분리할 수 있다는 것은 고대로부터 알려진 현상이었지만, 중세의 사람들은 햇빛 자체가 무지갯빛들로 구성되어 있는 것인지, 프리즘의 유리가 백색인 햇빛을 변질시켜 색깔을 만들어 낸 것인지를 놓고 오랫동안 논쟁해 왔다. 뉴턴은 2개의 프리즘을 역으로 배치한 후에 첫 번째 프리즘으로 분리된 무지갯빛들이 두 번째 프리즘을 통과해 합쳐지면서 다시 백색광으로 바뀌는 것을 실험으로 확인했다. 이로써 햇빛은 연속적인 다양한 색깔들로 구성되어 있고 이들을 합쳐서 다시 백색광을 만들 수 있음이 증명된 것이다.
오늘날 과학자들은 프리즘 대신 고성능 분광기와 다양한 종류의 검출기를 이용해 전자기파의 광범위한 파장 영역을 모두 검출하고 조사할 수 있다. 현대 과학이 밝힌 전자기파 스펙트럼을 보면 보라색 너머로는 자외선, 엑스선, 감마선 등 강한 에너지를 가진 빛이 펼쳐져 있고 빨간색에 이웃해서는 적외선, 마이크로파 및 라디오파 등의 전파가 연결되어 모두 동일한 속도인 초속 30만 킬로미터 정도의 광속으로 진공을 날아가지만 파장과 진동수를 이용해 구분할 수 있다.
빛은 과학자들이 원자에서 우주까지 엄청난 스케일로 펼쳐져 있는 자연 현상을 더 잘 이해하기 위해 활용하는 주요 수단이다. 빛은 최근 미시 세계에서 벌어지는 동적인 움직임을 추적하고 연구하는 중요한 수단이 되었다. 가장 큰 스케일의 우주로 눈을 돌려 보면 어떨까? 지구의 궤도에는 허블 망원경을 포함해 먼 별 ...

추천사 TOP

“빛에 대해 당신이 몰랐던, 알고 싶었던, 알 수 있을 거라 생각지도 않았던 모든 내용이 담긴 책이다. 이런 넓이를 갖기도 쉽지 않은데, 더구나 이런 깊이라니! 빛 박사에 의한, 빛에 대한, 빛나는 책이다.”
- 김상욱 / 경희 대학교 물리학과 교수

“알면 사랑하게 된다. 그리고 사랑하면 더 알게 된다. 더 알게 되면 더 사랑하게 되고, 그렇게 늘어난 더 큰 사랑은 앎을 더 크게 늘린다. 물고 물리며 점점 더 커지는 되먹임 효과다. 빛에 대한 저자의 앎과 사랑은 반복적으로 재귀적인 상호 작용을 계속하고, 그렇게 발생한 늘어나는 되먹임 효과의 결실이 바로 이 책이다. 고재현 교수가 SNS에 올리는 멋진 하늘 사진들의 오랜 열광자인 내가 오래 기다린 책이다. 태양 내부 깊은 곳에서 핵융합으로 만들어진 빛알은 무려 100만 년 동안의 우왕좌왕 여행 끝에 태양 표면에 도달한다. 그리고 8분 뒤, 드디어 우리 눈에 도달한다. 태양을 벗어난 그 수많은 빛알 중 극히 일부만이 지구를 향하고, 그중 극히 일부가 지금 이 순간 내 눈에 도달한다. 대기 중에서 산란된 빛알 하나가 내 눈의 수정체를 통과해 방금 망막에 닿았다. 내 마음은 멋진 파란 하늘에 닿는다. 방금 닿은 빛알 하나를 떠올려본다. 엄청난 규모의 시공간을 건너 뛴 우주적 사건이다. 바로, 저자가 말하는 빛알 하나가 만든 우주와의 조우다. 보면 알게 되고, 알면 사랑하게 된다. 빛을 알고 싶은 사람, 그리고 빛을 사랑하는 사람 모두가 꼭 볼 책이다. 이 책을 보고 바라본 하늘이 파랗다.”
- 김범준 / 성균관 대학교 물리학과 교수

목차 TOP

머리말 8분간의 여행 7 | 1부 태초에 빛이 있었다 13 | 1장 빛의 속도로 가라 15 | 2장 보이는 빛과 보이지 않는 빛 28 | 3장 빛을 보는 법 46 | 4장 태양과 자연이 빚어낸 빛의 교향곡 64 | 5장 빛의 사계 82 | 6장 목성에서 번개가 친다면 93 | 2부 인간이 만든 빛 107 | 7장 인공 광원이 펼치는 빛의 세계 109 | 8장 LED와 21세기 124 | 9장 디스플레이의 과거 137 | 10장 LCD의 진화 150 | 11장 디스플레이의 미래 161 | 12장 미래의 광기술 174 | 3부 과학과 빛 185 | 13장 빛과 정보, 그리고 중력파 187 | 14장 좋은 빛, 나쁜 빛, ...

저자소개 TOP

고재현 [저]

서울대학교 물리학과를 졸업한 후 한국과학기술원(KAIST) 물리학과에서 박사학위를 받았습니다. 그 후 일본 츠쿠바 대학교와 삼성코닝 연구원을 거쳐서 현재 한림대학교 나노융합스쿨 교수로 재직하고 있습니다. 디스플레이와 레이저 분광학 분야에서 교육 및 연구를 하고 있지요. 〈한국일보〉와 〈세계일보〉 등의 일간지에 과학 칼럼을 연재하면서 과학 대중화의 중요성을 느끼고, 매년 10월 마지막 토요일에 전국 도서관에서 진행하는 ‘10월의 하늘’ 강연 등 다양한 과학 강연으로 학생들과 만나 왔습니다. 이 책 《빛 쫌 아는 10대》를 통해 독자들이 빛이 만들어 내는 자연의 아름다움, 광기술의 중요성을 느낄 수 있기를 바랍니다.

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