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우리는 전자기력 덕분에 존재하고 살아가며, 또 편리하게 생활한다!
만약 전자기력이 없다면 어떤 일이 벌어질까? 전기와 자기는 과연 무엇일까?
누구나 이해하기 쉬운 설명, 재미있고 재치 있는 그림과 구성으로
복잡하고 어려운 과학의 세계를 쉽게 설명해 주는 ‘처음 읽는’ 물리학(전5권) 완간!
방코 델 리브로(Banco del libro) ‘논픽션 베스트 오리지널 북’ 선정

신비롭고 환상적인 전자기학의 세계

우주에는 네 가지 힘이 존재한다. 강력(강한 핵력), 전자기력, 약력(약한 핵력), 중력(만유인력)이다. 그중 전자기력은 전하를 띤 입자들끼리의 상호 작용으로, 우리 주변에서 볼 수 있는 대부분의 현상의 원인이 된다. 즉, 이 세상에서 벌어지는 모든 힘과 관계가 있다고 볼 수 있다.
우리는 이 전자기력 덕분에 존재하고 살아간다. 물, 흙, 돌, 금속, 책, 우리를 포함한 동물, 식물 등 주변 세계의 모든 물체는 원자로 이루어져 있다. 이 말은 곧 모든 것이 전하를 띤 입자들로 이루어졌고, 그것들이 상호 작용한다는 뜻이다. 그렇다면 만약 전자기력이 없다면 어떻게 될까?
원자 안에 있는 전자들 사이에 전기적 반발력이 없다면, 우리는 벽을 그냥 통과하거나 땅속으로 꺼질 수 있다. 우리를 가로막는 힘이 없기 때문이다. 우리의 인체도 전자기력으로 결합되어 있다. 전자기력이 없다면 원자도 존재할 수 없고, 우주도 현재 우리가 아는 것과는 아주 다른 모습일 것이다. 한마디로 전자기력이 없는 세상은 상상하기조차 힘들다.
전자기학은 바로 이런 전기와 자기 현상을 통합해 하나의 물리학 분야로 만든 것이다. 즉, 전자기학은 전기적·자기적 현상 전반에 관하여 연구한다. 그럼 전기와 자기, 전기력과 자기력, 전자기력, 전기장과 자기장, 전자기파 등은 과연 무엇일까? 전기와 자기는 무슨 관계가 있고, 또 이 모든 것은 빛과 무슨 관계가 있을까? 『처음 읽는 전자기학』과 함께 신비롭고 환상적인 전자기학의 세계를 탐험하다 보면, 이런 질문들은 물론 전자기 현상에 관한 더 많은 궁금증이 명쾌하게 해결될 것이다. 스페인 문학계에서 가장 권위 있는 상 중 하나인 방코 델 리브로(Banco del libro) ‘논픽션 베스트 오리지널 북’에 선정되었다.
양자 물리학, 상대성이론, 코스모스, 에너지에 이어, 어렵게만 느껴지는 과학을 쉽고 재미있게 이해할 수 있게 해 주어 인기 있는 ‘처음 읽는 시리즈’의 다섯 번째 책이자 ‘처음 읽는’ 물리학(전5권)을 완간하는 책이다. ‘처음 읽는 시리즈’는 과학 전문가들이 인포그래픽 형식을 이용해 과학을 친숙하게 접할 수 있도록 해 주어, 과학을 어려워하는 아이들도 재미있게 읽을 수 있는 최고의 과학 입문서이자 교양서이다. 물리학에 이어 코로나19 시대를 살아가는 아이들이 꼭 알아야 할 미생물의 모든 것을 들려주는 『처음 읽는 미생물의 세계』가 출간될 예정이다.

꼭 알아야 할 기초 개념을 머릿속에 쏙쏙!
전자기파는 우리가 일상에서 흔히 사용하는 스마트폰과 사물인터넷 같은 무선 통신 기술을 비롯해 방송, 의료, 레이다, GPS, 우주 탐사까지 거의 모든 분야에서 활용된다. 이런 전자기 현상을 설명하기 위해서는 먼저 ‘전하’가 무엇인지 알아야 한다. 또한 물질이 지닌 물리적 성질이라는 전하를 이해하기 위해서는 모든 물질을 구성하는 ‘원자’를 알아야 하고, 원자를 구성하는 입자들인 ‘양성자, 중성자, 전자’를 이해해야 한다. 시작부터 머리가 지끈거리고 어렵다고 느껴질지 모르나 걱정은 내려놓아도 된다.
이 책은 이처럼 전하, 입자, 원자 등에서부터 편극, 전류, 자기, 자기장, 전자석, 전동기, 전기장과 자기장, 전자기 유도, 전자기파, 전자기 스펙트럼 등에 이르기까지 전자기학을 이해하기 위해 꼭 필요한 개념들을 아이들 눈높이에 맞춰 이해하기 쉽고 명쾌하게 설명해 준다. 어려워 보이는 수식 없이 기초 개념부터 차근차근 읽다 보면 전기와 자기의 상호 작용인 전자기와 이때 발생하는 힘인 전자기력 등 까다롭다고 여겨지는 내용들이 머릿속에 쏙쏙 들어올 것이다.
이 책은 또한 전자기에 관한 이론과 함께 검전기, 전지, 전동기 등을 직접 만들어 보는 실험 과정도 실어 놓아, 아이들에게 또 다른 흥미와 재미를 느끼게 해 준다.

흥미로운 전자기학의 역사를 한눈에!
전기는 영어로 ‘electricity(일렉트리시티)’이다. 호박(먹는 호박이 아니라 나뭇진이 땅속에 묻혀 굳어서 생긴 누런색 광물)의 그리스어인 ‘elektron(엘렉트론)’에서 유래했다. 기원전 600년 무렵에 그리스 철학자 탈레스가 호박 조각을 털에다 문지르면 신비한 힘이 생긴다는 사실을 알아낸 데서 기원했다. 자기(magnetism, 마그네티즘)도 철을 끌어당기는 암석이 있다고 알려진 고대 그리스의 마그네시아(magnesia)에서 유래했다.
그럼 전자기학의 출발이라 할 수 있는 ‘전하’를 처음 발견한 사람은 누구일까? 미국 과학자 벤저민 프랭클린이다. 그는 실험을 통해 물질의 성질 중 전하가 있고, 이것으로 전기 현상을 설명할 수 있다는 사실을 발견했다. 이렇듯 프랭클린 같은 많은 과학자의 발견 덕분에 요즘과 같이 전자기 현상을 폭넓은 분야에서 쓸 수 있게 되었다.
이 책은 이처럼 전자기학이 발달한 흥미로운 역사를 한눈에 보여준다. 그리스 철학자 탈레스부터 전하를 발견했을 뿐만 아니라 전하가 보존된다는 ‘전하 보존의 법칙’(우주의 보존 법칙 중 하나로 아주 중요한 법칙임)을 발견한 프랭클린, 두 전하 사이에 전기력(전기적 힘)이 존재한다는 사실을 발견한 프랑스 물리학자 샤를-오귀스트 드 쿨롱, 지구가 천연 자석이라는 사실을 발견한 윌리엄 길버트의 이야기를 통해 전기와 자기가 어떻게 발견되었는지 들려준다.
또한 전기와 자기 사이에 밀접한 관계가 있다는 것을 증명해 전자기학의 기원을 연 덴마크 물리학자 한스 크리스티안 외르스테드, 전하의 움직임은 자기장을 만들어 낸다는 사실을 발견한 앙드레-마리 앙페르, 인류가 발견한 것 중에서 손꼽을 만큼 위대한 발견인 ‘전자기 유도’를 발견한 마이클 페러데이, 전기와 자기 현상을 통합해 전자기학이라는 하나의 분야로 만들고 전자기파의 존재를 밝힌 제임스 클러크 맥스웰 등의 흥미로운 이야기를 통해 전자기학이 발달해 온 역사를 빠짐없이 들려준다.

‘방코 델 리브로’ 선정 ‘논픽션 베스트 오리지널 북’
1960년에 설립된, 어린이·청소년 문학 진흥을 비영리 단체 ‘방코 델 리브로(Banco del Libro. 영어로 ‘Book Bank’)’. 베네수엘라의 수도인 카라카스에 본부를 둔 이 단체는 2007년에 아동 문학 분야에서 가장 큰 상인 ‘아스트리드 린드그렌 기념상’을 받았다. 『처음 읽는 전자기학』은 2022년 방코 델 리브로의 ‘논픽션 베스트 오리지널 북(BEST ORIGINAL BOOKS OF NON-FICTION)’에 선정되었다. 방코 델 리브로는 1980년부터 해마다 스페인어로 출판된 최고의 아동·청소년 문학 도서를 선정하는데, 이 상은 스페인 문학계에서 가장 권위 있는 상 중 하나이다.

우리 아이를 위한 최고의 과학 입문서이자 교양서, ‘처음 읽는 시리즈’!
‘처음 읽는 시리즈’의 가장 큰 특징은 전문가들이 까다롭고 어려운 과학의 내용 중에서 꼭 알아야 할 중요한 이론의 고갱이만 뽑아서, 아이들이 이해하기 쉽게 설명하고, 이를 재치 있는 그림으로 한 번 더 설명해준다는 점이다. 훌륭한 기획과 구성, 글과 그림, 편집 디자인 등 모든 것이 집약적으로 담긴 노력의 결정체이다. 아이들이 과학을 쉽게 접할 수 있기를 바라는 저자들의 바람이 완벽하게 구현된 책이다. 이런 노력의 결실로 한 해 동안 출간된 도서 중 ‘도서 디자인 및 제작’이 뛰어난 도서에 주는 ‘영국 도서 디자인 & 제작상(BBD&PA)’을 받았다.
‘처음 읽는 시리즈’는 지금까지, 현대 과학에서 빼놓을 수 없을 만큼 중요한 분야인 ‘양자물리학’(『처음 읽는 양자물리학』), 현대 물리학의 초석 중 하나이자 과학의 패러다임을 바꾼 획기적인 발견인 ‘아인슈타인의 상대성 이론’(『처음 읽는 상대성 이론』), 우주의 탄생과 죽음, 우주의 흥미진진한 수수께끼(『처음 읽는 코스모스』), 우리 삶에 꼭 필요한 에너지(『처음 읽는 에너지』) 등을 소개했다.
『처음 읽는 전자기학』으로 ‘처음 읽는 물리학’ 시리즈(전5권)를 완간하고, 이어서 미생물에 관한 모든 이야기를 들려주는 『처음 읽는 미생물 이야기』, 소박한 주택에서 경이적인 마천루에 이르는 다양한 건축물에 대한 흥미롭고 상세한 정보들과 함께 건축의 역사를 들려주는 『처음 읽는 건축의 역사』 등이 계속 출간될 예정이다.

머리말 7 / 전기 현상 8 / 전기 9 / 전하 10 / 입자와 전하 12 / 편극 14 / 전하는 보존된다! 16 / 검전기 18 / 검전기 직접 만들기 19 / 풍선을 이용한 실험 20 / 두 전하 사이의 전기력 21 / 전류 22 / 전압 23 / 전지 24 / 전지 직접 만들기 25 / 자기 26 / 자석 27 / 자석의 자기장 28 / 지구는 거대한 자석 30 / 자기를 만들어 내는 전기 32 / 전자석 34 / 전동기 36 / 전동기 직접 만들기 37 / 왜 어떤 물질은 자성을 띨까? 38 / 전기를 만들어 내는 자기 40 / 전기 생산 42 / 전기장과 자기장 44 / 전자기파 46 / 전자기 스펙트럼 48 / 우리는 전자기력 덕분에 존재하고 살아가요 49 / 감사하는 말 50