[물리학 교과 추천 도서] <물리학Ⅰ> 역학과 에너지

쌤과 함께! 교과 연계 적합書  물리 ④ <물리학Ⅰ> 역학과 에너지

 

취재 김한나 ybbnni@naeil.com·정나래 기자 lena@naeil.com

 교과 연계 적합書 물리 교과 자문 교사단 

고민성 교사(경기 풍산중학교) 

김충효 교사(경기 청산중학교)

이나리 교사(경기과학고등학교) 

 

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개념 Check! 물리량: 물질계의 성질이나 상태를 나타내는 양을 뜻하며 대표적인 물리량으로는 길이, 시간, 질량, 힘, 에너지, 전하, 전기장, 자기장 등이 있음 거시세계와 미시세계, 고전역학과 양자역학 등 물리학 기본 용어 훑어보기  관련 전공: 기계공학과  전기전자공학과 신소재공학과 항공우주공학과 자동차공학과 물리학과 물리교육과 물리천문학과 등

 

 

 ONE PICK! 교과 연계 적합書 

 

<익스트림 물리학>

 

★★★★

지은이 옌보쥔

펴낸곳 그린북

 

“물리학은 물질과 운동, 에너지 등 사물의 이치를 탐구하는 기초 학문입니다. 나를 포함해 주변의 모든 것들이 어떻게 변화되고 움직이는지를 이해하기 위한 필수 지식이죠. 하지만 복잡한 수식과 공식으로 인해 안타깝게도 많은 학생들이 물리학을 어려운 과목으로 인식하고 있습니다. 이 책은 물리학의 전 분야를 망라하며 명쾌한 해설을 들려줍니다. 또한 누구나 과학적 호기심과 끈기만 있으면 물리학의 기본 개념을 통달할 수 있다는 용기를 주죠. 책은 길이, 속도, 무게, 온도와 같은 기본적인 물리량이 극한값에 도달한 상황을 설정한 뒤 이를 통해 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론, 양자역학이 다루는 미시세계까지 쉽게 접근하고 있습니다. 지금껏 ‘물리학의 매력’을 단 한 번도 느껴보지 못했다면 가벼운 마음으로 한 번 도전해보세요. 물리학을 새롭게 바라보게 될 겁니다.”

_ 자문 교사단

 

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 ONE PICK! 책 속으로! 

6가지 극한 조건에서 펼쳐지는  알고 보면 간단한 물리학 만나기

 

하늘은 왜 파랄까? 검은색 셔츠가 더 얇은데도 햇볕에 서 있으면 흰 셔츠가 더 시원한 까닭은 뭘까? 물리학은 이렇듯 일상에서 벌어지는 일들에 답을 구하는 ‘생활 밀착형 학문’이다. 기본적인 물질과 힘을 탐구하는 학문이기에 과학 공부를 시작하는 첫 번째 과목이 될 자격이 충분하지만 배우기 어렵다는 이유로 왕왕 후순위로 밀려나곤 한다. 

 

총 6부로 구성된 이 책은 속도, 크기, 무게, 온도 등 인간의 감각을 바탕으로 하는 기본적인 물리량을 극한으로 보냄으로써 실재세계와 가상세계에서 일어나는 모든 물리적 현상을 다룬다. 먼저 1부에서는 특수 상대성 이론의 기본 토대인 상대성 원리와 광속 불변의 원리를 설명한다. 그러면서 자연스럽게 논리적 추론으론 가능하나 현실에선 일어나기 힘든 특수 상대성 이론을 이끌어낸다. 유명한 사다리 역설과 시공간의 휘어짐을 보여주는 에렌페스트 역설, 쌍둥이 역설 등도 다룬다. 

 

2부는 공간의 크기와 시간의 길이를 극한으로 보내 빅뱅 이론에 근거한 우주의 탄생과 발전 과정, 우주의 미래에 대해 알아본다. 그 뒤 3부에서는 ‘그 유명한’ 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 등장한다. 4부의 주인공은 미시적 세계의 물리 법칙이다. 물질의 최소 구성 단위에 대해서는 현대 물리학에서도 아직 결론이 나지 않았다. 원자물리학 세계와 양자역학의 탄생과정, 입자물리학도 엿볼 수 있다. 5부와 6부는 극한의 고온과 저온에서의 세계와 현상을 소개한다. 경제학을 비롯한 사회과학 분야에서까지도 널리 쓰이고 있는 엔트로피도 다룬다. 물리 교과서와 지금까지 거리 두기 중이었다면 이 책과 만나보자. 6가지 극한 세계가 선사하는 ‘물리의 맛’을 모두 보고 나면 73명의 과학자와 47가지 원리와 정리, 25개의 실험, 그리고 44가지의 이론과 541개의 개념이 내 것이 돼 있을 것이다.    

 

 

한걸음 더  만유인력의 법칙, 상대성 이론, 양자역학으로 이어지는 물리학사 톺아보기   파인만이 ‘지구 멸망 시 남겨야 할 유일한 단어’로 ‘원자’를 꼽은 이유 생각해보기    일상에서 만나는 ‘물리학의 쓸모’에 대해 친구들과 다양한 의견 나눠보기

 

 

 

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연계 전공 | 전기전자컴퓨터공학·신소재공학 

 대학생 선배의 독서 이야기 

“독서로 관심 분야 의지 부각, 흥미도 재확인했죠”

이영택  |  광주과학기술원 전기전자컴퓨터공학부 2학년 

 

 

Q. 전기전자공학 전공을 결심하고, 신소재공학 복수 전공을 고민하는 이유는?

중학교 때부터 물리를 좋아했고, 이론 연구보다 기술 응용 쪽이 적성에 맞아 전기전자공학을 염두에 뒀어요. 현재 반도체 분야를 주 연구 분야로 고민 중인데, 전기전자공학에서 다루는 반도체는 ‘회로’에 집중돼요. 한데 반도체는 물성, 즉 재료의 성질에 따라서도 성능이 크게 달라져요. 이 부분은 신소재공학이나 재료공학에서 많이 다루고요. 특히 지스트는 1학년 때 전공이 없고 2학년 때 주전공을 택할 수 있어 공학 전반을 폭넓게 접할 수 있는데, 수업과 반도체 분야 교수님들의 연구 내용을 살펴보면서 신소재 분야에 관심이 커졌어요. 그래서 전기전자공학을 주로 공부하면서, 복수 전공으로 신소재공학도 공부하는 걸 고민 중입니다. 참고로 공대 공부는 ‘물리가 70%’라고 할 정도로 물리의 비중이 높아요. <물리학Ⅱ>까지 제대로 공부하고, <미적분>도 깊게 파둔다면 대학 공부에 도움이 될 겁니다.  

 

Q. 고교에서 독서 활동을 어떻게 했나요?

저는 진로가 확고했어요. 고등학교도 과학고로 진학했고요. 때문에 독서 역시 관심 분야에 집중해 진로에 대한 의지를 부각하려고 했어요. 현대 물리의 양자역학과 관련해 <빛의 물리학> <보이는 세상은 실재가 아니다>를 읽는 식이죠. 뿐만 아니라 제 흥미나 적성을 확인할 수 있어 좋았습니다.  과학, 그중에서 물리를 까다로워하는 이들이 많은데 과학 도서를 통해 접해보길 추천합니다. 얇고 사진이나 그림이 많은 교양 서적부터 최신 전문 이론 서적까지 자신의 수준에 맞는 책을 골라 볼 수 있어요. 과학자나 역사와 연계해 이야기처럼 풀어내는 책도 많고요. 교과서에서는 단어 하나 또는 한두 장에 담긴 개념 용어나 이론을 수십, 수백 장으로 풀어내니 이해하기 훨씬 좋고요. 읽는 시간이 좀 걸릴 뿐이죠. (웃음) 

 

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 추천도서 

 

빛의 물리학

지은이 EBS 다큐프라임 빛의 물리학 제작팀

펴낸곳 해나무 

 

고등학교 때 읽은 책 중 가장 기억에 남고, 현대 물리를 이해하는 데 큰 도움을 받은 책이에요. EBS <다큐프라임>에서 방영된 내용을 정리한 책인데요. 상대성 이론부터 원자보다 작은 단위들이 발견되면서 양자역학에 어떤 영향을 미쳤는지, 다차원에 대한 내용까지 현대 물리에서 다루는 거의 모든 부분을 소개하고 있어요. 교양 도서라 전문 지식이 없어도, 자연 계열을 희망하지 않아도 흥미롭게 읽을 수 있고요. 무엇보다 쉽습니다. 공학에 관심이 있지만, 현대 물리가 어려운 후배들에게 추천합니다. 

 

 

스타트 위드 와이

지은이 사이먼 시넥

펴낸곳 세계사

 

전공이나 학습 관련 내용을 다루진 않지만, 고교 생활은 물론 대학 이후까지 도움이 될 만한 내용을 담고 있어 추천합니다. 이 책은 스스로 어떤 일을 하거나, 타인을 설득할 때 ‘왜 하는지’를 설명하는 것이 중요하다고 주장해요. 일의 방법·과정보다 목표·목적을 강조하죠. 그래야 ‘동기부여’가 확실해 일을 제대로 수행할 수 있다고요. 고교 땐 단조로운 일상 속에서 꾸준히 공부해야 하고, 대학 입학 후에도 전공 분야를 파고들거나 취업을 위한 스펙 확보에 집중해야 해요. 특히 저 같은 공대생은 결국 연구원이 되거나 창업을 하는데, 수많은 실패가 일상인 일이죠. 이를 마주하고 나아가려면 동기부여가 무엇보다 중요하다고 생각해요. 어려운 상황을 건강하게 헤쳐나갈 방법을 제시해주는 책인 만큼, 수험 생활에 지쳤거나 진로를 결정하지 못해 고민하는 후배들에게 읽어보길 권합니다.