2학기 교양과목으로 현대물리를 개설합니다. 3학점으로 주당 3시간이며 교재는 케네스 크레인의 현대물리를 번역한 책입니다.
우리가 1학년 때 배우는 물리는 대부분 17~ 19세기 사이에 이루어진 물리로 현재 우리가 사용하고 있는 물리와 구분하기 위하여 고전물리학(classical physics)이라고 합니다. 핵심은 18세기에 만들어진 뉴턴역학입니다. 반면에 20세기 이후에 새로 만들어진 물리가 현대물리(modern physics)입니다. 이 책의 범위는 20세기가 시작하는 1900년부터 2차 대전이 끝나는 1945년 사이에 만들어진 물리학의 입문 수준의 소개입니다.
19세기까지는 관측 및 측정 기술의 부족으로 분자와 그보다 작은 것을 볼 수 없었습니다. 그런데 20세기에 들어 실험기술이 발전하여 분자와 그보다 작은 원자 등을 볼 수 있었는데 이전의 물리학으로는 전혀 설명할 수 없습니다. 그래서 새로 만들어진 물리학이 현대물리학입니다.
20세기에 이전의 고전물리학이 크게 3가지 분야로 확장됩니다. 아주 작은 물질(분자 이하)의 연구, 아주 빠른 물질(광속의 1% 이상)의 연구, 그리고 아주 찬 물질(섭씨 영하 270도 이하)의 연구입니다. 이 영역은 상대성이론과 양자역학의 세계입니다. 19세기 이전 고전물리학을 확장한 것입니다. 거대 규모의 물리, 즉 은하계 정도의 거대 규모에서는 기존의 천체물리학이 잘 안 맞습니다. 이 문제도 금세기 안에 해결되라고 생각합니다.
하나의 예를 들면, 우리가 전자공학을 배운다고 하지만 전자를 배우는 것은 아니라 전자가 움직여서 만든 전류를 배우는 것입니다. 따라서 정확히는 전자공학이 아니라 전류공학입니다. 이 수업에서는 전자와 그의 움직임을 어떻게 기술하는 지, 즉 진짜 전자공학을 입문수준으로 배웁니다.
현대물리학은 지금으로부터 백 년 정도 된 학문이지만, 19세기 이전의 고전물리학과 구분하기 위하여 편의상 현대물리학으로 호칭한 것입니다. 21세기 중반이 되면 현재 대학 1학년에서 배우는 물리는 고등학교과정에서 끝내고, 대학에 들어오면 바로 현대물리를 배울 것입니다.
1학년 물리를 수강한 학생이면 누구나 현대물리를 수강할 수 있도록 수업할 것입니다. 예를 들면 현대물리를 공부하려면 대학과정의 수학이 필요한데, 그러면 많은 학생들이 수강할 수 없기 때문에, 교재에서 수학적인 부분은 대부분 과감히 생략하고 그 의미만 설명하고 나갈 것입니다.
이공학도를 위한 현대물리학 개정판 3판
Kenneth S. Krane 지음 | 범한서적 | 2017년 08월 25일 출간
서문
Chapter 1. 고전물리의 실패들 Chapter 2. 특수상대성 이론 Chapter 3. 전자기파의 입자성 Chapter 4. 입자의 파동성 Chapter 5. Schrodinger 방정식
Chapter 6. Rutherford-Bohr의 원자모형 Chapter 7. 파동역학으로 본 수소원자 Chapter 8. 다전자 원자들 Chapter 9. 분자구조 Chapter 10. 통계 물리학
Chapter 11. 고체물리학 Chapter 12. 핵 구조와 방사능 Chapter 13. 핵반응과 응용 Chapter 14. 소립자 Chapter 15. 우주론: 우주의 기원과 운명
부록 A 상수와 변환인자 부록 B 복소수 부록 C 원소의 주기율표 부록 D 원자질량