대학물리학 세트 - 전2권

I권
역자 머리말 iii
저자 머리말 iv

PART 1 역학
Chapter 1 물리학과 측정 3
1.1 길이, 질량 그리고 시간의 표준 4
1.2 모형화와 대체 표현 8
1.3 차원 분석 11
1.4 단위의 환산 13
1.5 어림과 크기의 정도 계산 14
1.6 유효 숫자 15

Chapter 2 일차원에서의 운동 21
2.1 입자의 위치, 속도 그리고 속력 22
2.2 순간 속도와 속력 26
2.3 분석 모형: 등속 운동하는 입자 28
2.4 문제 풀이를 위한 분석 모형 접근법 31
2.5 가속도 34
2.6 분석 모형: 등가속도 운동하는 입자 38
2.7 자유 낙하 물체 41

Chapter 3 벡터 49
3.1 좌표계 49
3.2 벡터양과 스칼라양 51
3.3 기본적인 벡터 연산 52
3.4 벡터의 성분과 단위 벡터 56

Chapter 4 이차원에서의 운동 63
4.1 위치, 속도 그리고 가속도 벡터 64
4.2 이차원 등가속도 운동 66
4.3 포물체 운동 69
4.4 분석 모형: 등속 원운동하는 입자 75
4.5 접선 및 지름 가속도 78
4.6 상대 속도와 상대 가속도 80

Chapter 5 운동의 법칙 87
5.1 힘의 개념 88
5.2 뉴턴의 제1법칙과 관성틀 90
5.3 질량 91
5.4 뉴턴의 제2법칙 92
5.5 중력과 무게 95
5.6 뉴턴의 제3법칙 96
5.7 뉴턴의 제2법칙을 이용한 분석 모형 97
5.8 마찰력 105

Chapter 6 원운동과 뉴턴 법칙의 적용 113
6.1 등속 원운동하는 입자 모형의 확장 114
6.2 비등속 원운동 118
6.3 가속틀에서의 운동 120
6.4 저항력을 받는 운동 123

Chapter 7 계의 에너지 133
7.1 계와 환경 134
7.2 일정한 힘이 한 일 134
7.3 두 벡터의 스칼라곱 137
7.4 변하는 힘이 한 일 140
7.5 운동 에너지와 일 - 운동 에너지 정리 145
7.6 계의 퍼텐셜 에너지 148
7.7 보존력과 비보존력 153
7.8 보존력과 퍼텐셜 에너지의 관계 156
7.9 에너지 도표와 계의 평형 157

Chapter 8 에너지 보존 163
8.1 분석 모형: 비고립계 (에너지) 164
8.2 분석 모형: 고립계 (에너지) 167
8.3 운동 마찰이 포함되어 있는 상황 172
8.4 비보존력에 의한 역학적 에너지의 변화 178
8.5 일률 182

Chapter 9 선운동량과 충돌 189
9.1 선운동량 190
9.2 분석 모형: 고립계 (운동량) 192
9.3 분석 모형: 비고립계 (운동량) 195
9.4 일차원 충돌 199
9.5 이차원 충돌 205
9.6 질량 중심 207
9.7 다입자계 210
9.8 변형 가능한 계 213
9.9 로켓의 추진 215

Chapter 10 고정축에 대한 강체의 회전 223
10.1 각위치, 각속도, 각가속도 224
10.2 분석 모형: 각가속도가 일정한 강체 226
10.3 회전 운동과 병진 운동의 물리량 228
10.4 돌림힘 231
10.5 분석 모형: 알짜 돌림힘을 받는 강체 233
10.6 관성 모멘트 계산 238
10.7 회전 운동 에너지 242
10.8 회전 운동에서의 에너지 고찰 244
10.9 강체의 굴림 운동 247

Chapter 11 각운동량 257
11.1 벡터곱과 돌림힘 258
11.2 분석 모형: 비고립계 (각운동량) 260
11.3 회전하는 강체의 각운동량 265
11.4 분석 모형: 고립계 (각운동량) 267
11.5 자이로스코프와 팽이의 운동 271

Chapter 12 정적 평형과 탄성 277
12.1 분석 모형: 평형 상태의 강체 278
12.2 무게 중심 알아보기 279
12.3 정적 평형 상태에 있는 강체의 예 280
12.4 고체의 탄성 284

Chapter 13 만유인력 295
13.1 뉴턴의 만유인력 법칙 296
13.2 자유 낙하 가속도와 중력 298
13.3 분석 모형: 중력장 내의 입자 299
13.4 케플러의 법칙과 행성의 운동 302
13.5 중력 퍼텐셜 에너지 308
13.6 행성과 위성의 운동에서 에너지 관계 310

Chapter 14 유체 역학 321
14.1 압력 322
14.2 깊이에 따른 압력의 변화 323
14.3 압력의 측정 327
14.4 부력과 아르키메데스의 원리 328
14.5 유체 동역학 332
14.6 베르누이 방정식 335
14.7 관에서 점성 유체의 흐름 339
14.8 유체 동역학의 응용 342

PART 2 진동과 역학적 파동
Chapter 15 진동 351
15.1 용수철에 연결된 물체의 운동 352
15.2 분석 모형: 단조화 운동하는 입자 353
15.3 단조화 진동자의 에너지 359
15.4 단조화 운동과 등속 원운동의 비교 362
15.5 진자 365
15.6 감쇠 진동 369
15.7 강제 진동 371

Chapter 16 파동의 운동 377
16.1 파동의 전파 378
16.2 분석 모형: 진행파 381
16.3 줄에서 파동의 속력 386
16.4 줄에서 사인형 파동의 에너지 전달률 388
16.5 선형 파동 방정식 390
16.6 음파 392
16.7 음파의 속력 394
16.8 음파의 세기 397
16.9 도플러 효과 402

Chapter 17 중첩과 정상파 411
17.1 분석 모형: 간섭하는 파동 412
17.2 정상파 416
17.3 경계 효과: 반사와 투과 419
17.4 분석 모형: 경계 조건하의 파동 421
17.5 공명 425
17.6 공기 관에서의 정상파 426
17.7 맥놀이: 시간적 간섭 429
17.8 비사인형 파형 432

PART 3 열역학
Chapter 18 온도 441
18.1 온도와 열역학 제0법칙 442
18.2 온도계와 섭씨 온도 눈금 443
18.3 등적 기체 온도계와 절대 온도 눈금 445
18.4 고체와 액체의 열팽창 447
18.5 이상 기체의 거시적 기술 452

Chapter 19 열역학 제1법칙 459
19.1 열과 내부 에너지 460
19.2 비열과 열량 측정법 463
19.3 숨은열 467
19.4 열역학 과정에서의 일 471
19.5 열역학 제1법칙 473
19.6 열 과정에서 에너지 전달 메커니즘 478

Chapter 20 기체의 운동론 489
20.1 이상 기체의 분자 모형 490
20.2 이상 기체의 몰비열 496
20.3 에너지 등분배 500
20.4 이상 기체의 단열 과정 503
20.5 분자의 속력 분포 505

Chapter 21 열기관, 엔트로피 및 열역학 제2법칙 513
21.1 열기관과 열역학 제2법칙 514
21.2 열펌프와 냉동기 516
21.3 가역 및 비가역 과정 519
21.4 카르노 기관 520
21.5 가솔린 기관과 디젤 기관 525
21.6 엔트로피 528
21.7 열역학 계의 엔트로피 531
21.8 엔트로피와 제2법칙 537

부록
A 표 A-1
B 자주 사용되는 수학 A-4
C SI 단위 A-23
D 원소의 주기율표 A-24
E 물리량 그림 표현과 주요 물리 상수 A-26

■ 퀴즈 및 주관식 연습문제 해답 A-31
■ 찾아보기 I-1

II권
PART 4 전기와 자기
Chapter 22 전기장 545
22.1 전하의 특성 546
22.2 유도에 의하여 대전된 물체 548
22.3 쿨롱의 법칙 550
22.4 분석 모형: 전기장 내의 입자 554
22.5 전기력선 559
22.6 균일한 전기장 내에서 대전 입자의 운동 561

Chapter 23 연속적인 전하 분포와 가우스 법칙 569
23.1 연속적인 전하 분포에 의한 전기장 570
23.2 전기선속 574
23.3 가우스 법칙 577
23.4 다양한 형태의 전하 분포에 대한
가우스 법칙 적용 579

Chapter 24 전위 587
24.1 전위와 전위차 588
24.2 균일한 전기장에서의 전위차 590
24.3 점전하에 의한 전위와 전기적 위치 에너지 593
24.4 전위로부터 전기장의 계산 596
24.5 연속적인 전하 분포에 의한 전위 598
24.6 정전기적 평형 상태의 도체 602

Chapter 25 전기용량과 유전체 611
25.1 전기용량의 정의 612
25.2 전기용량의 계산 613
25.3 축전기의 연결 616
25.4 충전된 축전기에 저장된 에너지 620
25.5 유전체가 있는 축전기 625
25.6 전기장 내에서의 전기 쌍극자 627
25.7 유전체의 원자적 기술 630

Chapter 26 전류와 저항 639
26.1 전류 640
26.2 저항 643
26.3 전기 전도 모형 648
26.4 저항과 온도 650
26.5 초전도체 651
26.6 전력 653

Chapter 27 직류 회로 659
27.1 기전력 660
27.2 저항기의 직렬 및 병렬 연결 662
27.3 키르히호프의 법칙 668
27.4 RC 회로 672
27.5 가정용 배선 및 전기 안전 678

Chapter 28 자기장 685
28.1 분석 모형: 자기장 내의 입자 686
28.2 균일한 자기장 내에서 대전 입자의 운동 691
28.3 자기장 내에서 대전 입자 운동의 응용 695
28.4 전류가 흐르는 도체에 작용하는 자기력 698
28.5 균일한 자기장 내에서 전류 고리가 받는 돌림힘 700
28.6 홀 효과 704

Chapter 29 자기장의 원천 711
29.1 비오-사바르 법칙 712
29.2 두 평행 도체 사이의 자기력 717
29.3 앙페르의 법칙 719
29.4 솔레노이드의 자기장 722
29.5 자기에서의 가우스 법칙 724
29.6 물질 내의 자성 727

Chapter 30 패러데이의 법칙 735
30.1 패러데이의 유도 법칙 736
30.2 운동 기전력 740
30.3 렌츠의 법칙 744
30.4 패러데이 법칙의 일반형 746
30.5 발전기와 전동기 748
30.6 맴돌이 전류 752

Chapter 31 유도 계수 759
31.1 자체 유도와 자체 유도 계수 760
31.2 RL 회로 762
31.3 자기장 내의 에너지 765
31.4 상호 유도 계수 768
31.5 LC 회로의 진동 770
31.6 RLC 회로 773

Chapter 32 교류 회로 781
32.1 교류 전원 782
32.2 교류 회로에서의 저항기 782
32.3 교류 회로에서의 인덕터 786
32.4 교류 회로에서의 축전기 788
32.5 RLC 직렬 회로 791
32.6 교류 회로에서의 전력 794
32.7 직렬 RLC 회로에서의 공명 796
32.8 변압기와 전력 수송 799

Chapter 33 전자기파 805
33.1 변위 전류와 앙페르 법칙의 일반형 806
33.2 맥스웰 방정식과 헤르츠의 발견 808
33.3 평면 전자기파 811
33.4 전자기파가 운반하는 에너지 815
33.5 운동량과 복사압 817
33.6 안테나에서 발생하는 전자기파 819
33.7 전자기파의 스펙트럼 820
PART 5 빛과 광학

Chapter 34 빛의 본질과 광선 광학의 원리 829
34.1 빛의 본질 830
34.2 광선 광학에서의 광선 근사 832
34.3 분석 모형: 반사파 833
34.4 분석 모형: 굴절파 836
34.5 하위헌스의 원리 842
34.6 분산 844
34.7 내부 전반사 846

Chapter 35 상의 형성 855
35.1 평면 거울에 의한 상 856
35.2 구면 거울에 의한 상 858
35.3 굴절에 의한 상 865
35.4 얇은 렌즈에 의한 상 869
35.5 렌즈의 수차 878
35.6 광학 기기 879

Chapter 36 파동 광학 891
36.1 영의 이중 슬릿 실험 892
36.2 분석 모형: 간섭하는 파동 894
36.3 이중 슬릿에 의한 간섭 무늬의 세기 분포 897
36.4 반사에 의한 위상 변화 898
36.5 박막에서의 간섭 900
36.6 마이컬슨 간섭계 903

Chapter 37 회절 무늬와 편광 909
37.1 회절 무늬의 소개 910
37.2 좁은 슬릿에 의한 회절 무늬 911
37.3 단일 슬릿과 원형 구멍의 분해능 915
37.4 회절 격자 919
37.5 결정에 의한 X선의 회절 922
37.6 빛의 편광 924
PART 6 현대 물리학

Chapter 38 상대성 이론 935
38.1 갈릴레이의 상대성 원리 936
38.2 마이컬슨 - 몰리의 실험 939
38.3 아인슈타인의 상대성 원리 942
38.4 특수 상대성 이론의 결과 943
38.5 로렌츠 변환식 955
38.6 로렌츠 속도 변환식 957
38.7 상대론적 선운동량 959
38.8 상대론적 에너지 961
38.9 일반 상대성 이론 965

Chapter 39 양자 물리학 973
39.1 흑체 복사와 플랑크의 가설 974
39.2 광전 효과 981
39.3 콤프턴 효과 987
39.4 전자기파의 본질 990
39.5 입자의 파동적 성질 991
39.6 새 모형: 양자 입자 994
39.7 이중 슬릿 실험 다시 보기 998
39.8 불확정성 원리 999

Chapter 40 양자 역학 1005
40.1 파동 함수 1005
40.2 분석 모형: 경계 조건하의 양자 입자 1010
40.3 슈뢰딩거 방정식 1016
40.4 유한한 높이의 우물에 갇힌 입자 1018
40.5 퍼텐셜 에너지 장벽의 터널링 1020
40.6 터널링의 응용 1022
40.7 단조화 진동자 1023

Chapter 41 원자 물리학 1029
41.1 기체의 원자 스펙트럼 1029
41.2 초창기 원자 모형 1032
41.3 보어의 수소 원자 모형 1033
41.4 수소 원자의 양자 모형 1039
41.5 수소에 대한 파동 함수 1042
41.6 양자수의 물리적 해석 1045
41.7 배타 원리와 주기율표 1052
41.8 원자 스펙트럼: 가시광선과 X선 1057
41.9 자발 전이와 유도 전이 1060
41.10 레이저 1062

Chapter 42 핵물리학 1069
42.1 핵의 성질 1070
42.2 핵의 결합 에너지 1075
42.3 핵 모형 1077
42.4 방사능 1080
42.5 붕괴 과정 1084
42.6 자연 방사능 1095
42.7 핵반응 1095
42.8 생물학적 방사선 손상 1098
42.9 핵으로부터의 방사선 이용 1100
42.10 핵자기 공명과 자기 공명 영상법 1103

부록
A 표 A-1
B 자주 사용되는 수학 A-4
C SI 단위 A-23
D 원소의 주기율표 A-24
E 물리량 그림 표현과 주요 물리 상수 A-26

■ 퀴즈 및 주관식 연습문제 해답 A-31
■ 찾아보기 I-1