극저온의 세계

▣ 출판사서평

긴 세월의 꿈이었던 ‘마지막 영구기체’ 헬륨의 액화는 20세기 초두에 마침내 성공했다. 이후 개막된 극저온 세계의 드라마는 초전도 등 물질 성질의 불가사의한 현상을 차례차례로 밝혀나갔다. 이 책은 온도라는 것이 무엇인가를 설명하는 것을 시작으로 온도는 물질에 있어 무엇을 의미하는가를 서술하고, 후반에서는 극저온에서 볼 수 있는 특이한 현상에 초점을 맞춤과 동시에 자연 짜임새의 여러 가지 면에서의 공통된 기본 구조를 묘사했다. 고교생도 알 수 있게 기술된 이 책은 독자를 극저온의 세계로 이끌 것이다.

▣ 주요 목차

서장거시(macro)에서 미시(micro)로

1 온도란 무엇인가

1. 온도를 재다
2. 기체 온도계와 절대온도
3. 온도·열·일
4. 분자의 열운동
5. 열운동과 온도
6. 기체의 분자운동과 이상기체법칙
7. 기체의 비열
8. 기체분자의 속도분포
9. 통계역학의 사고방식
10. 진동자
11. 진동자의 통계역학
12. 고체의 비열
13. 비열의 수수께끼

2 엔트로피-질서와 무질서

1. 비가역적인 변화
2. 무질서와 엔트로피
3. 기체의 단열변화
4. 열역학법칙
5. 무질서에서 질서로
6. 열역학 제3법칙
7. 자성체
8. 자성체의 상전이

3 양자론-미시적인 세계의 법칙

1. 공동복사(空洞輻射)
2. 양자론의 탄생
3. 파동함수
4. 위치와 운동량
5. 불확정성원리
6. 상자 속의 입자(1차원의 경우)
7. 바퀴 위의 입자
8. 진동자의 양자역학
9. 상태천이
10. 양자론과 통계역학
11. 비열의 수수께끼를 풀다

4 보스입자와 페르미입자

1. 구별할 수 없는 입자
2. 두 종류의 입자
3. 입자의 자전-스핀
4. 상자 속의 입자(3차원의 경우)
5. 보스입자의 이상기체
6. 포톤과 포논
7. 페르미입자의 이상기체(절대0도)
8. 페르미입자의 이상기체(유한온도)
정리-‘저온’이 의미하는 것

5 액체 헬륨4의 초유동

1. 헬륨의 액화
2. 헬륨의 상평형도
3. 질서가 있는 액체
4. 점성이 없는 액체
5. 보스응축과 2유체모형
6. 원자 간 힘의 역할
7. 액체헬륨의 보스응축
8. 포논과 로톤
9. 액체헬륨은 왜 초유동이 되는가
10. 초유동의 성질
11. 회전하는 헬륨

6 금속의 전도전자

1. 돌아다니는 전자
2. 전도전자의 파동
3. 쿨롱력과 플라스마 진동
4. 전자의 개별운동
5. 금속전자는 왜 이상기체처럼 보이는가
6. 금속의 전기저항

7 금속의 초전도

1. 초전도의 발견
2. 마이스너 효과
3. 임계자기장
4. 전자 간의 인력
5. 전자쌍의 형성
6. 전자쌍의 보스응축
7. 자기장과 초전도
8. 두 종류의 초전도체
9. 조셉슨효과
*고온 초전도체의 발견

8 헬륨3의 액체와 고체

1. 가벼운 헬륨원자
2. 액체헬륨3의 페르미구
3. 액체헬륨3의 초유동
4. 고체헬륨
5. 고체헬륨3의 핵스핀
종장초저온에서 고에너지로
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