세상을 바꾼 위대한 발견 - 물리학의 진로를 바꾼 물리 실험40 -

▣ 출판사서평

“세상의 물리학 역사를 바꾼 위대한 실험”

이 책은 물리학의 기초 실험에 대한 목마름을 해소시켜주는 책이다. 물리학 발전에 계기가 된 중요한 실험들과 원리들을 역사적 배경부터 설명하여, 결과나 참고 사항들, 연구과제, 영향들까지 모아 놓았다.

또한 열역학, 현대물리학, 고체물리학, 양자역학, 핵물리학 등의 분야에서 과학사적으로 의미 있는 중요한 실험과 원리들을 담고 있다. 그리고 그 이론적 배경, 역사적 배경, 사진, 도표, 그림 등을 실어 이해를 돕고 발견 발명의 뒷이야기를 소개해 재미있게 읽을 수 있도록 구성하였으며, 각 실험마다 그 결과에 대한 영향력들을 살펴봄으로써 이해의 수준을 쉽게 적용하였다.

그 예로 윌슨의 안개상자의 역사적 배경은 산에 있는 천문대에서 근무한 적이 있었던 윌슨이 산에 자주 끼던 안개에 대해 연구하기 시작하면서부터이다. 그의 안개상자는 상자 내의 압력을 내리는 순간만 안개가 형성되기 때문에 연속된 관찰이 불가능했지만 이를 계기로 미국의 랭스도르프가 연속 관찰이 가능한 확산형 안개상자를 개발하게 되었다. 윌슨의 안개상자는 양전자의 발견에 직접적인 공헌까지 하게 되었는데, 이렇듯 하나의 실험은 또 하나의 실험과 발견을 낳았다는 것을 알 수 있다.
또한 초전도현상은 어떤 물질의 온도가 절대 0도가 가까이 내려가면 그 전기저항이 급격히 없어지는 현상을 말하는 것으로 카메를링 오네스가 발견한 것이다. 그가 초전도현상을 발견했을 당시의 실험 내용 역시 이 책에서 읽을 수 있다. 또한 레이저 광선의 특성이나 루비 레이저의 작동 원리, 트랜지스터의 구조와 작동 원리 등 이 책에서 물리학의 역사와 발명, 발견 등을 미적분과 일반 물리학과 전기기학을 배운 학생들이라면 별 무리없이 읽을 수 있도록 하였다.

저자는 한국의 노벨 물리학상을 기대하며 이 책을 출간하였다. 과거 100여 년간의 노벨 물리학상 수상자들은 대부분 실험적으로 물리학의 원리를 증명해 보이거나 응용한 데서 수상 받을 수 있었다는 사실을 발견해냈다. 워낙에 물리학이란 학문이, 이론이 앞서는 학문인데다가 우리의 일반 상식에 반하는 원리이기에 이것을 증명해내는 것만으로도 상당한 학문적 가치가 있다는 것이다. 그래서 천재 물리학자로 유명한 아인슈타인도 우리에게 잘 알려진 특수 혹은 일반 상대성 이론으로 노벨 물리학상을 받은 것이 아니라 광전효과로 받은 것이다. 광전효과란 그 전까지 많은 사람들이 논쟁을 계속했던 빛의 입자설/파동설을 실험으로 증명해내 것이다. 빛에는 입자로 이루어졌다고 밖에 생각할 수 없는 현상도 있는데다가 파동의 성질도 가지고 있기 때문에 아인슈타인은 그 두 이론을 통합하는 실험을 통해 빛은 입자이기도 하고, 파동이기도 하다는 광전효과를 증명해냈다. 그러니 한국의 많은 물리학도들도 어렵게 생각할 것이 아니라 이론으로만 밝혀진 내용에 대해 하나씩 차분하게 실험으로 증명해보는 과정을 거친다면 충분히 노벨 물리학상을 받을 수 있다는 의지와 바람으로 출간의 의미를 두고 있다.

▣ 작가 소개

저자 : 김기태
서울대학교 문리대 수학과 졸업, 미국 University of Nebraska 대학원 고체물리학 전공했다. 미국 Sherwin-Willams 社 중앙연구소 연구원(Chicago), 미국 Guidance Technology 연구부장, 일본 롯데전자 상무, 한국 롯데산업 상무, 아신전기(주) 사장
Micron-Ashin 사장(Thailand), V-S Ashin 사장(Malaysia)를 지냈다. 1982년 상공부 장관상 수상, 1983년 동탑산업훈장 수훈했다. 저서로 『청소년을 위한 유쾌한 물리상식』(도서출판 하늘아래) 등이 있다.

▣ 주요 목차

1. 뢰머의 광속 측정
2. 토머스 영의 두 슬릿 실험
3. 도플러 효과
4. 음극선관
5. 마이컬슨-몰리의 실험
6. X선과 방사선의 발견
7. 흑체복사 법칙과 플랑크의 양자가설
8. 전자파를 발견한 하인리히 헤르츠의 실험
9. 톰슨에 의한 전자의 발견
10. 가이거-마즈던 실험과 러더퍼드-보어 원자모형
11. 광전효과
12. 브라운 운동
13. 밀리컨에 의한 전자의 전하 측정
14. 윌슨의 안개상자
15. 프랑크-헤르츠의 실험
16. 질량분석기
17. 아인슈타인의 사고 실험
18. 라만 효과
19. 데이비슨-거머 실험
20. 슈테른-게를라흐 실험
21. 콤프턴 효과
22. 채드윅에 의한 중성자의 발견
23. 코크로프트-월턴 고전압 발생기
24. 초전도현상
25. 원소의 변환과 연쇄 반응
26. 열전기 현상
27. 제만 효과
28. 슈타르크 효과
29. 카시미르 효과
30. 메이저와 레이저
31. 밴더그래프 제너레이터
32. 진공관의 발명
33. 입자가속기의 발명
34. 트랜지스터의 발명
35. 집적회로의 발명
36. 전자현미경
37. 터널 효과
38. 우주 마이크로파 배경복사
39. 생명의 기원을 찾아서
40. 냉핵융합