고등학생을 위한 일반물리학

서문

Chapter1 측정 (Measuring)
1-1 국제 표준 단위
1-2 단위 변환
1-3 길이
1-4 시간
1-5 질량
1-6 전류
1-7 온도
1-8 몰
1-9 칸델라
1-10 그 밖의 단위

Chapter2 벡터 (Vector)
2-1 벡터의 3요소
2-2 벡터의 합과 차
2-3 합 벡터의 크기
2-4 벡터의 교환법칙과 결합법칙
2-5 벡터의 성분
2-6 단위 벡터
2-7 성분에 의한 벡터 연산
2-8 벡터의 회전
2-9 좌표축 회전
2-10 벡터의 곱

Chapter3 1차원 운동 (1-Dim. Motion)
3-1 1차원 직선상에서의 운동
3-2 속력과 속도
3-3 상대속도
3-4 등속 운동
3-5 가속도 운동
3-6 등가속도 운동
3-7 상승 운동과 낙하 운동

Chapter4 2, 3차원 운동 (2, 3-Dim. Motion)
4-1 위치 벡터와 변위 벡터
4-2 2차원, 3차원 상에서의 평균 속도와 순간 속도
4-3 2차원, 3차원 상태에서의 평균 가속도와 순간 가속도
4-4 비스듬히 던져진 물체의 운동
4-5 수평방향으로 던져진 물체의 운동
4-6 2차원 상에서의 상대 속도

Chapter5 뉴튼 법칙 (Newton's Law)
5-1 뉴튼 제1법칙 - 관성의 법칙
5-2 뉴튼 제2법칙 - 가속도의 법칙
5-3 뉴튼 제3법칙 - 작용-반작용의 법칙
5-4 뉴튼 법칙의 응용

Chapter6 마찰과 끌림 (Friction & Drag)
6-1 마찰력
6-2 끌림력과 종단 속력

Chapter7 일과 에너지 (Work & Energy)
7-1 일과 에너지의 정의
7-2 운동 에너지와 일
7-3 용수철 탄성력에 의한 일
7-4 일반적인 힘(외력)에 의한 일
7-5 일과 위치 에너지
7-6 역학적 에너지의 보존
7-7 에너지의 보존
7-8 일률

Chapter8 운동량과 충격량 (Momentum & Impulse)
8-1 질량 중심
8-2 질량 중심을 이용한 뉴튼 법칙
8-3 선형 운동량
8-4 충돌과 충격량
8-5 선형 운동량의 보존
8-6 충돌과 운동 에너지
8-7 2차원에서의 충돌
8-8 질량이 변하는 계(系)에서의 운동

Chapter9 회전 운동Ⅰ(Rotational MotionⅠ)
9-1 각위치와 각변위
9-2 각속도
9-3 각가속도
9-4 등각가속도 운동
9-5 선형 운동과 각운동과의 관계
9-6 회전 운동에서의 운동 에너지
9-7 토크(돌림힘)
9-8 회전 운동에서 뉴튼 제2법칙 표현
9-9 회전하는 물체에서의 일과 운동 에너지

Chapter10 회전 운동 Ⅱ (Rotational Motion Ⅱ)
10-1 회전 운동과 병진 운동이 함께 일어나는 운동
10-2 회전 운동과 병진 운동을 하는 물체의 운동에너지
10-3 회전 운동과 병진 운동을 하는 물체에서의 힘
10-4 돌림힘의 벡터적 표현
10-5 각운동량
10-6 돌림힘과 각운동량을 이용한 뉴튼 제2법칙
10-7 입자계의 각운동량
10-8 고정된 축에 대해 회전하는 물체(강체)의 각운동량
10-9 각운동량의 보존법칙


Chapter11 뉴튼 중력 (Newtonian Gravitation)
11-1 중력(만유 인력)
11-2 만유 인력의 중첩의 원리
11-3 지표면 근처에서의 만유 인력
11-4 지구 내부에서의 중력
11-5 중력에 의한 위치 에너지
11-6 위치 에너지와 힘과의 관계
11-7 탈출 속력
11-8 케플러의 법칙
11-9 위성의 운동
11-10 중력 렌즈

Chapter12 유체와 유체 역학 (Fluid & Fluid Dynamic)
12-1 밀도와 압력
12-2 고요한 상태에 있는 유체의 압력
12-3 압력의 측정
12-4 파스칼의 원리
12-5 아르키메데스의 원리
12-6 이상적인 유체
12-7 연속 방정식
12-8 베르누이 방정식

Chapter13 열역학 I (Thermodynamics I )
13-1 온도
13-2 열
13-3 열역학 제0법칙
13-4 열 팽창
13-5 열용량과 비열
13-6 상태 변화
13-7 열과 일
13-8 열역학 제1법칙
13-9 열역학 제1법칙의 응용
13-10 열전달 메카니즘

Chapter14 기체의 운동 이론 (Kinetic Theory of Gas)
14-1 아보가드로 수
14-2 샤를의 법칙, 보일의 법칙
14-3 이상 기체
14-4 온도가 일정할 때 이상 기체가 하는 일
14-5 부피와 압력이 일정할 때 이상 기체가 하는 일
14-6 기체의 제곱평균제곱근 속력과 병진 운동의 운동 에너지
14-7 이상 기체의 몰비열
14-8 이상 기체의 단열 팽창

Chapter15 열역학 Ⅱ (Thermodynamics Ⅱ)
15-1 비가역 과정의 엔트로피
15-2 엔트로피 변화
15-3 열역학 제2법칙
15-4 일상 속 엔진에서의 엔트로피 적용
15-5 일상 속 냉장 장치에서의 엔트로피 적용
15-6 실제 열기관의 효율
15-7 엔트로피의 통계적 진술

Chapter16 단순 조화 운동 (S. H. Motion)
16-1 단순 조화 운동
16-2 단순 조화 운동에서의 힘의 법칙
16-3 단순 조화 운동에서의 에너지
16-4 각 단순 조화 진동자
16-5 단순 진자
16-6 단순 조화 운동과 일정한 원운동
16-7 진폭이 감소하는 단순 조화 운동
16-8 공진

Chapter17 쿨롱 법칙 (Coulomb's Law)
17-1 전하
17-2 도체와 절연체
17-3 쿨롱의 법칙
17-4 전하의 양자화
17-5 전하의 보존

Chapter18 전기장Ⅰ(Electric FieldⅠ)
18-1 전기장
18-2 전기장선(전기력선)
18-3 점전하에 의한 전기장
18-4 전기 쌍극자에 의해 작용하는 전기장
18-5 선(형) 전하들에 의한 전기장
18-6 대전된 원반에 의한 전기장
18-7 전기장 내에서의 점전하
18-8 전기장 내에서의 쌍극자
18-9 전기 쌍극자의 위치 에너지

Chapter19 전기장 II (Electric Field II)
19-1 가우스 표면과 전기장
19-2 선속(유량)
19-3 전기장의 선속
19-4 가우스 법칙
19-5 가우스 법칙과 쿨롱의 법칙
19-6 대전되어 있는 고립된 도체

Chapter20 전위 (Electric Potential)
20-1 전기적 위치 에너지
20-2 전위
20-3 등전위면
20-4 전기장과 전위(비교: 20-8)
20-5 점전하에 의한 전위
20-6 전기 쌍극자에 의한 전위
20-7 연속 전하 분포에 의한 전위
20-8 전위와 전기장과의 관계

Chapter21 축전기 (Capacitors)
21-1 전기용량
21-2 전기용량의 계산
21-3 축전기의 연결
21-4 축전기에서의 에너지 저장
21-5 유전체를 갖는 축전기
21-6 절연 물질에서의 가우스 법칙

Chapter22 전류 (Current)
22-1 전류(전기 흐름)
22-2 전류 밀도
22-3 저항과 고유 저항
22-4 옴의 법칙
22-5 전기 전류에서의 전력
22-6 반도체와 초전도체

Chapter23 회로 이론 (Circuit Theory)
23-1 기전력
23-2 기전력과 일 그리고 에너지
23-3 단일 회로에서의 전류 계산
23-4 내부 저항이 있는 기전력 장치로 이루어진 단일 회로의 전류 계산
23-5 저항의 연결법
23-6 접지
23-7 내부 저항이 있는 기전력 장치와 전력과의 관계
23-8 전류계와 전압계
23-9 RC회로

Chapter24 자기력 (Magnetic Force)
24-1 자기장 B의 정의
24-2 전자의 발견
24-3 홀 효과
24-4 대전된 입자의 회전
24-5 대전된 입자의 회전 운동 응용
24-6 전류가 흐르는 도선에 작용하는 자기력
24-7 모터(전동기)의 원리 - 사각 도선이 자기장으로부터 받는 힘(토크)
24-8 자기 쌍극자 모멘트

Chapter25 전류에 의한 자기장 (Mag. Field by Current)
25-1 전류가 만드는 자기장
25-2 평행한 두 직선 도선 사이에서의 힘
25-3 암페어 법칙
25-4 솔레노이드에서의 자기장
25-5 토로이드에서의 자기장
25-6 원형 코일 중심축상에서의 자기장의 세기

Chapter26 전자기 유도 (Elec.Mag. Induction)
26-1 유도 법칙의 기초
26-2 패러데이의 유도 법칙
26-3 렌츠의 법칙
26-4 전자기 유도와 에너지 전환
26-5 유도 전기장
26-6 인덕터와 인덕턴스
26-7 자체 유도
26-8 RL회로
26-9 자기장내에서의 에너지 저장
26-10 상호 유도

Chapter27 교류 (Alternating Current)
27-1 LC-진동
27-2 전기적 진동 역학
27-3 RLC 회로
27-4 교류
27-5 기본 교류 회로
27-6 직렬 RLC와 교류 회로
27-7 교류 회로에서의 전력
27-8 변압기

Chapter28 파동 (Wave)
28-1 파의 분류
28-2 파의 진행에 따른 분류
28-3 파면의 모양에 따른 분류
28-4 파동의 반사와 투과
28-5 파의 표현
28-6 파의 전파 속력(파속)
28-7 현을 따라 진행하는 파의 에너지
28-8 파동의 중첩
28-9 파동의 간섭
28-10 위상자
28-11 정상파
28-11 정상파의 응용(현의 진동)

Chapter29 종파 (Logitudinal Wave)
29-1 음파
29-2 음파의 전달
29-3 음파의 간섭
29-4 소리의 세기
29-5 음파에서의 정상파
29-6 맥놀이
29-7 도플러 효과
29-8 소리의 3요소

Chapter30 빛(전자기파) (Electromag. Wave)
30-1 전자기파의 범위
30-2 전자기파의 전달
30-3 전자기파의 에너지 보존
30-4 편광
30-5 반사와 굴절
30-6 겉보기 깊이
30-7 전반사
30-8 분산
30-9 반사에 의한 편광

Chapter31 거울과 렌즈 (Mirror & Lens)
31-1 실상과 허상
31-2 거울
31-3 렌즈
31-4 렌즈의 응용

Chapter32 회절과 간섭 (Diffrac. & Interfer.)
32-1 회절
32-2 빛의 파장과 진동수
32-3 영의 간섭
32-4 이중슬릿 간섭에서의 빛의 세기
32-5 얇은 막에 의한 간섭
32-6 마이켈슨의 간섭계

Chapter33 회절 (Diffraction)
33-1 단일 슬릿에 의한 회절 무늬
33-2 단일 슬릿 회절에서의 빛의 세기
33-3 구멍에 의한 회절
33-4 이중 슬릿에 의한 회절
33-5 회절 격자
33-6 분산
33-7 분해능
33-8 X-ray 회절

Chapter34 상대성 (Relativity)
34-1 두 가지 가정
34-2 사건의 측정
34-3 동시성의 상대성
34-4 시간의 상대성
34-5 길이의 상대성
34-6 로렌츠 변환
34-7 로렌츠 방정식을 이용한 상대성 증명
34-8 속도의 상대성
34-9 빛에서의 도플러 효과
34-10 상대론적인 운동량
34-11 상대론적 에너지

Chapter35 광자와 물질파 (Photon & M. Wave)
35-1 광자와 양자
35-2 광전 효과
35-3 광자가 가지는 운동량
35-4 전자와 물질파
35-5 슈뢰딩거 방정식
35-6 터널링

Chapter36 물질파의 확장 (Expan. of M.Wave)
36-1 정상파와 물질파
36-2 갇혀진 전자의 에너지
36-3 갇힌 전자의 파동 함수
36-4 유한한 우물 속 전자
36-5 2차원 전자 덫
36-6 3차원 전자 덫
36-7 수소 원자의 보어 모형
36-8 수소 원자의 분석

Chapter37 원자의 탐구 (Search of Atoms)
37-1 원자의 성질
37-2 전자 스핀
37-3 각운동량과 자기 쌍극자 모멘트
37-4 파울리의 배타 원리
37-5 파울리의 배타 원리 적용


Chapter38 핵반응 I (Nuclear Reaction I)
38-1 핵반응을 위한 기초
38-2 방사성 붕괴
38-3 알파 붕괴
38-4 베타 붕괴
38-5 방사능 조사량

Chapter39 핵반응 II (Nuclear Reaction II)
39-1 핵분열
39-2 원자로
39-3 열핵융합
39-4 열핵융합 조절

Chapter40 우주론 (Cosmology)
40-1 입자
40-2 렙톤
40-3 쿼크
40-4 우주 팽창

부록 A 기본 물리 상수
부록 B 수학 공식
부록 C 원소의 주기율표

참고문헌

찾아보기

우리는 일상에서 수많은 파동을 접하며 지내고 있다. 음악을 듣는다던가, 전자렌지를 이용해서 음을 데운다던가 등등... 그렇다면 정작 무엇을 파동이라고 하는 것일까? 일반적으로 파동이란 변위가 한 지점에서 다른 지점으로 규칙적으로 변화하며 진행해 가는 과정을 파동이라고 할 수 있고, 파동이 처음 시작된 위치를 파원이라 한다. sine 함수 그래프나 cosine 함수 그래프를 떠올리면 이해가 갈 것이다. 지금부터는 이 파동에 관해 살펴볼 것이다.

파는 크게 역학파, 전자기파, 물질파 이렇게 세 가지로 분류한다.
첫째, 역학파.
이 역학파는 우리가 알고 있는 가장 일반적인 파를 말한다. 물이나 공기와 같은 매질(파동 에너지를 전달해 주는 물질)을 통해 전달되는 파를 역학파라고 하는데 이 역학파의 중요한 특징 중 하나가 뉴튼 법칙을 만족한다는 사실이다. 이 역학파의 대표적인 예가 파도나 소리같은 경우이다.

둘째, 전자기파.
전자기파는 매질을 통하지 않고 전달되어지는 파를 말한다. 예를 들자면 빛, TV파, 마이크로파, X-ray 등등이 전자기파에 속하는데 이 모든 전자기파는 진공속에서 빛과 같은 속력으로 진행한다.

셋째, 물질파.
이 물질파는 물질을 구성하는 입자들 예를 들면, 전자나 양성자, 원자, 분자와 관련된 파를 말한다. 그래서 물질파라고 한다.

(파동 ‘파의 분류’ 중에서)