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다이얼로그 물리학 2: 물성·파동·열역학 : 묻고 답하며 알아가는 물리학

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책소개

흥미로운 소재와 친근한 대화체 구성의 160개 에피소드를 통해
기본 개념을 제대로 잡아주는 친절하고 꼼꼼한 일반물리학 입문서

이 책은 〈다이얼로그 물리학〉 시리즈(총 4권)의 두 번째 책으로, 일반물리학의 네 영역 가운데 물성ㆍ파동ㆍ열역학에 대해 다룬다. 〈다이얼로그 물리학〉 시리즈는 일상에서 경험하는 다양한 과학 현상에 숨은 기본적인 물리 개념들을 최소한의 수학을 통해 이해할 수 있도록 구성된 일반물리학 입문서다. 우리는 일상에서 흥미롭고 다채로운 과학 현상들을 경험한다. 하지만 복잡한 수학을 모른다면 이러한 현상들에 내재한 자연법칙을 직관적으로 이해하기란 쉽지 않다. 그래서 점차 과학을 소수의 전문가나 학자들만이 다루는 학문으로 바라보게 된다. 하지만 과학은 인류의 삶에서 일상을 넘어 세상의 모든 현상을 설명하고, 나아가 그 너머를 명료하게 바라볼 수 있게 하는 창으로서 기능한다. 그러므로 우리는 학문이 아닌 현대 사회의 핵심 교양이자 보편의 문화로서 과학을 다룰 수 있어야 한다.
〈다이얼로그 물리학〉은 30여 년간 대학 강단에 서며 물리학을 강의해온 저자(이화여대 물리학과 이공주복 교수)가 일반물리학의 교육과정에 따라 고전역학(1권), 물성ㆍ파동ㆍ열역학(2권), 전자기학(3권), 상대성이론ㆍ양자역학(4권)의 전 4권으로 편성하여 집필한 시리즈다. 이 시리즈는 수학을 주요 소통 수단으로 하는 전통적인 일반물리학의 기술 방식에서 벗어나, 저자의 분신인 ‘바리 교수’와 두 학생 ‘울리’, ‘엘리’가 서로 묻고 답하며 대화하는 형식으로 구성된다. 두 학생은 개념 이해에 초점을 둔 상세하고도 명쾌한 바리 교수의 설명을 통해 물리학의 기초 개념들을 하나씩 깨우쳐 나가며, 일상에 산재한 자연법칙들을 풀어낸다. 더불어 각 권 40개(총 160개) 에피소드는 호기심을 자극하는 흥미로운 소재와 제목들, 풍부한 사례와 관련 삽화들로 구성되어 필수적인 개념을 어렵지 않게, 하지만 탄탄하게 짚어낸다.
각 에피소드에서는 핵심적인 물리 용어 및 개념을 부제목으로 달아둠으로써 독자가 순서에 구애받지 않고 흥미로운 주제 먼저, 혹은 예습ㆍ복습이나 개념 연결을 위해서 필요할 때마다 편하게 찾아볼 수 있게 했다. 또한 본문 곳곳에서 해당 에피소드와 연계해 보면 좋을 개념 및 내용이 언급된 다른 에피소드들을 ‘(○권 ○화 참조)’의 형식으로 언급함으로써 독자가 에피소드와 권차를 넘나들며 개념을 연결하고 지식을 심화할 수 있도록 했다. 뿐만 아니라 각 에피소드의 마지막에는 ‘바리 교수의 물리노트’를 제시함으로써 독자가 해당 에피소드에서 다룬 개념과 원리, 공식들을 다시 한 번 이해하고 점검하며, 심화 학습을 할 수 있도록 구성했다.
『다이얼로그 물리학 2: 물성ㆍ파동ㆍ열역학』은 총 네 권의 시리즈 중 일반 독자들이 가장 쉽게 접근할 수 있는 물리학의 분야로서 물성ㆍ파동 물리학과 열역학을 다룬다. 원자, 변형, 축척, 압력, 부력, 기압과 온도 등의 개념부터 시작해, 아르키메데스의 원리나 베르누이의 원리, 엔트로피를 비롯한 열역학 법칙들, 그리고 음파를 통한 파동의 물리적 특성 등을 우리가 일상에서 흔히 접할 수 있는 친근하고 상식적인 예들과 함께 설명한다.
책 속의 등장인물들이 주고받는 대화는 비이공계 학생들이 물리를 공부하며 궁금해하는 것들, 그리고 이공계 학생들이 특히 취약하게 느끼는 개념들을 중심으로, 그것을 적절한 눈높이에서 바라보며 전개된다. 이들의 대화를 차근차근 따라가다 보면 어느 순간 세상 모든 물리의 원리와 이론, 법칙들을 자연스럽게 깨우칠 수 있다. 과학에 관심이 많은 중학생, 이공계 진학을 꿈꾸는 고등학생, 물리 공부는 해보고 싶은데 복잡하고 많은 수식과 계산들 때문에 접근이 어렵다고 생각하는 비이공계 대학생, 계산은 잘하지만 개념 이해가 부족한 이공계 대학생, 그리고 물리학의 맛을 제대로 보고 싶은 일반인까지 진지하게 공부하고자 하는 독자라면 누구에게나 이 시리즈가 과학적 기본기를 다질 수 있도록 돕는 안내서가 되어줄 것이다.

추천사

백은옥(한양대학교 AI연구원장 및 컴퓨터소프트웨어학부 교수)
바리 교수의 영양 만점 마법 물리
저자와 가까워진 것은 그녀가 이따금 SNS를 통해 공유하는 음식 사진들 때문이었다. 내 취향에 딱 맞는, 재료도 간단하고 절차가 어렵지 않으면서 균형 잡힌 음식들로, 요리법을 물어보면 그녀는 항상 꼼꼼하게 핵심을 짚어서, 유용한 팁과 함께 알려준다. 이 책에는 그러한 그녀의 성정이 그대로 묻어난다. 일상에서 만나는 다양한 현상이나 기술에 숨겨진 물리를 쉬운 언어로, 간단하게, 핵심을 추려 근사한 영양 만점 요리로 만들어낸다. 이것은 가히 마법이라 할 만하다.

정하웅(『구글 신은 모든 것을 알고 있다』 공동 저자, 한국과학기술원(KAIST) 물리학과 석좌교수)
학문으로서의 과학이 아닌 문화로서의 과학
과학은 호기심에 기인한 질문으로부터 시작한다. 우리 주변에서 일어나는 모든 일을 적절한 눈높이에서 바라보고, 친절하게 질문과 답변으로 설명하는 바리 교수와 울리, 엘리의 대화를 따라가다 보면 자연스레 올바르게 질문하고 답할 줄 아는 과학적 소양이 싹트게 될 것이다. 이 책은 물리 용어들을 부제로 달아두어서 굳이 순서에 구애받지 않고 흥미로운 주제를 먼저 편하게 찾아 읽기에 좋다. 과학이 과학자만의 학문이 아닌 21세기의 교양이자 문화로 자리 잡기를 바라며, 그 첫걸음으로 이 책을 추천한다.

황정아(『우주날씨 이야기』 저자, 한국천문연구원 책임연구원, 과학기술연합대학원대학교 교수)
깐깐한 여성 물리학자의 친절한 물리 입문서
요리와 물리의 공통점은 무엇일까? 완벽을 추구하면 어렵지만, 그래도 기본만 지키면 어느 정도는 결과물이 나온다는 것이 아닐까? 이 책은 요리와 물리 모두에 진심인 깐깐한 여성 물리학자의 친절한 물리 입문서다. 이 책으로 일반물리를 접한 독자들은 행운아다. 평생 물리 교육 현장에 있던 저자의 경험과 학생들에 대한 깊은 애정으로, 마치 엄마와 자녀의 다정한 대화처럼 물리를 풀어내고 있기 때문이다. 물리는 물론 어렵지만 이 책은 재미있다.

목차

들어가며

01. 우리는 모두 하나라구요? [물질의 원자론]
02. 보이지 않는 물질이 있다구요? [원자의 구조]
03. 물질도 스트레스를 받는다구요? [변형력/변형]
04. 거대한 킹콩은 서 있기도 힘들 거라구요? [축척]
05. 아프리카코끼리의 귀가 특별히 큰 이유가 있다구요? [축척]
06. 수백 개의 못이 박힌 침대 위에 맨살로 누울 수 있다구요? [압력/액체]
07. 기린의 심장은 특별하다구요? [액체의 압력/부력]
08. 날씬한 몸매를 위해서는 체중 말고 부피를 줄이라구요? [아르키메데스의 원리]
09. 수영장에서 우주비행사 훈련을 한다구요? [잠수함의 원리]
10. 32평에 공기가 300kg이나 들어 있다구요? [대기압]
11. 공기 밀도와 같은 밀도의 물체는 공기 중에 떠 있을 수 있다구요? [기체의 부력]
12. 우산 안팎의 공기 압력차 때문에 우산이 뒤집힌다구요? [베르누이의 원리]
13. 비행기가 뜨는 이유를 작용ㆍ반작용의 법칙으로 알 수 있다구요? [베르누이의 원리/양력]
14. 체온계가 작아야 하는 과학적 이유가 있다구요? [온도/열원]
15. 온도를 무한히 낮출 순 없다구요? [절대온도]
16. 사과파이의 속이 뜨거운 것은 물 때문이라구요? [열용량/비열]
17. 고체의 열팽창은 모든 길이가 늘어나는 방향으로 일어난다구요? [열팽창]
18. 온도가 낮을수록 물의 부피가 줄어든다면 바닥부터 얼 거라구요? [물의 열팽창]
19. 사우나 탕의 온도가 100℃나 된다구요? [열전도도]
20. 더운 공기는 위로 올라가는데 높은 산 위는 춥다구요? [대류/단열 과정]
21. 밝은색의 매끄러운 찻잔이 효율적이라구요? [복사]
22. 한여름 낮, 밀폐된 차 안의 온도는 치명적으로 높다구요? [온실효과/복사냉각]
23. 드라이아이스에서 모락모락 피어나는 연기가 물이라구요? [상태 변화]
24. 습한 여름날에는 수증기가 응축되어 더 덥다구요? [증발/응축]
25. 튀김을 만들 때 기름은 끓지 않는다구요? [끓는점]
26. 일하고 열받으면 본전일 수 있다구요? [열역학 제1법칙]
27. 영하 30℃ 상공에서 에어컨을 튼다구요? [열역학 제1법칙/단열 과정]
28. 엔트로피가 에너지 흐름의 가이드라구요? [열역학 제2법칙/엔트로피]
29. 자동차엔진을 도자기로 만들려 한다구요? [열기관/카르노기관]
30. 에어컨으로 냉방도 하고 난방도 할 수 있다구요? [열펌프]
31. 앉을 곳이 하나밖에 없다면 엔트로피가 0이라구요? [열역학 제3법칙/열역학 제0법칙]
32. 암컷 모기 소리는 ‘레’, 수컷 모기 소리는 ‘파’라구요? [파동]
33. 무인단속카메라가 진동수의 변화를 측정한다구요? [도플러효과]
34. 총알보다 빨리 나는 슈퍼맨은 초음속 충격파를 만든다구요? [보우파/충격파]
35. 낮말은 새가 듣고 밤말은 쥐가 듣는다는 속담이 과학적이라구요? [음파의 굴절/반사]
36. 바람 때문에 다리가 무너졌다구요? [공명]
37. 같은 음이라도 악기마다 음색이 다르다구요? [정상파/간섭]
38. 에밀레종의 신비한 소리가 맥놀이 때문이라구요? [맥놀이 현상]
39. 조가 바뀔 때마다 조율을 해야 한다구요? [순정률/평균율]
40. 10배 세면 1, 100배 세면 2라구요? [데시벨/CD의 원리]

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저자소개

이공주복 [저] 신작알림 SMS신청
생년월일 -

이공주복 교수는 이화여자대학교 물리학과를 졸업하고 미국 템플대학교에서 응집물질물리학 이론으로 박사학위를 받았다. 미국 템플대학교와 서울대학교 이론물리학연구센터 박사후연구원을 거친 후 30년이 넘는 시간 동안 이화 여자대학교 물리학과 교수로 재직하고 있으며, (주)동아사이언스 사외이사로도 활동 중이다. 수학보다는 개념을 우선하여 이해하는 것에 중점을 두는 방식의 일반물리학 강의를 오랫동안 시도해왔고, 강의 우수 교수로 선정되기도 했다. 이화여자대학교 (구)교수협의회 회장 및 교무처장, 한국물리학회 이사, JKPS 편집위원장 및 부회장, (구)

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임승연 [그림] 신작알림 SMS신청
생년월일 -

이화여자대학교 컴퓨터공학과를 졸업하고 프리랜서로 패션잡지 《보그》에 다수의 일러스트를 그렸으며, 현재는 FACTORY 250의 에스테틱 크리에이터로 활동 중이다.

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