이 책은 Serway 박사와 Vuille 박사의 《일반물리학(College Physics)》 11판 번역본으로 대학 저학년을 위한 이공계 및 생명과학 분야 관련 계열의 일반물리학 1년 과정을 다루었다.

검토와 감수를 거듭하여 이전 판의 내용 중 많은 부분이 추가되고 재구성되었다. 11판에서는 특히 예제를 재구성하여 문제의 형태, 문제 풀이 전략, 수학적 계산 등을 자세히 서술하여 물리 문제에서 갖게 되는 저항이나 부담감을 최소화하였다. 또한 그림에서 말풍선을 도입하여 본문의 내용을 압축, 요약함으로써 그림만으로도 주요 내용을 쉽게 파악할 수 있도록 하였다. 이 책은 전체적으로 6개 분야(역학, 열역학, 진동과 파동, 전자기학, 빛과 광학, 현대 물리)로 나뉘어 있으며 1주일에 3시간씩 1년(30주 강의) 동안 공부할 수 있게 구성되어 있다. 번역에 사용된 용어는 고등학교 과정에서 사용한 용어와 한국물리학회에서 권장하는 물리 용어집을 참고하였다.

이 책으로 물리학을 공부하게 될 학생들이 물리를 너무 어렵게 생각하지 않기를 바란다. 물리는 일상생활의 자연 현상을 이해하는 것이므로 조금만 시선을 주위로 돌리면 개념을 쉽게 파악할 수 있다. 아울러 약간의 수학적 산술을 활용하면 보편적인 결과를 얻게 되리라 확신한다. 장마다 소개한 내용을 숙지하고 연습 문제를 반드시 풀어서 개념을 스스로 정립해 나가기를 바란다.

PART 1 역학

Chapter 1 단위, 삼각함수 및 벡터 1

1.1 길이, 질량, 시간의 표준 1

1.2 물질의 구성 요소 3

1.3 차원분석 4

1.4 측정의 불확정도와 유효숫자 6

1.5 단위의 변환 10

1.6 어림과 크기 정도 계산 11

1.7 좌표계 13

1.8 삼각함수 13

1.9 벡터 15

1.10 벡터의 성분 18

연습문제 21

Chapter 2 일차원 운동 25

2.1 변위, 속도, 가속도 25

2.2 운동 도표 35

2.3 일차원 일정가속도 운동 36

2.4 자유낙하 41

연습문제 45

Chapter 3 이차원 운동 47

3.1 이차원에서의 변위, 속도, 가속도 47

3.2 이차원에서의 운동 49

3.3 상대속도 56

연습문제 58

Chapter 4 뉴턴의 운동법칙 61

4.1 힘 61

4.2 운동의 법칙 63

4.3 수직 항력과 운동 마찰력 73

4.4 정지 마찰력 77

4.5 장력 79

4.6 뉴턴 법칙의 응용 81

4.7 두 물체가 연결된 문제 88

연습문제 91

Chapter 5 에너지 95

5.1 일 95

5.2 운동에너지와 일-에너지 정리 100

5.3 중력 퍼텐셜 에너지 103

5.4 중력과 비보존력 108

5.5 용수철 퍼텐셜 에너지 110

5.6 계와 에너지 보존 115

5.7 일률 116

5.8 변하는 힘이 한 일 121

연습문제 123

Chapter 6 운동량, 충격량, 충돌 127

6.1 운동량과 충격량 127

6.2 운동량의 보존 132

6.3 일차원 충돌 135

6.4 스치는 충돌 139

6.5 로켓의 추진 141

연습문제 144

Chapter 7 회전 운동과 중력 147

7.1 각속도와 각가속도 147

7.2 각가속도가 일정한 회전 운동 151

7.3 접선 속도, 접선 가속도, 구심 가속도 152

7.4 등속원운동에서의 뉴턴의 제2법칙 157

7.5 뉴턴의 만유인력의 법칙 161

연습문제 170

Chapter 8 회전 평형과 회전 동역학 173

8.1 토크 173

8.2 질량 중심과 질량 중심의 운동 177

8.3 토크와 두 가지 평형 조건 181

8.4 회전에 관한 운동의 제2법칙 185

8.5 회전 운동에너지 191

8.6 각운동량 193

연습문제 197

Chapter 9 고체와 유체 203

9.1 물질의 상태 203

9.2 밀도와 압력 205

9.3 깊이에 따른 압력의 변화 207

9.4 압력의 측정 210

9.5 부력과 아르키메데스의 원리 212

9.6 유체의 운동 217

9.7 유체 동역학의 응용 222

9.8 표면장력, 모세관 작용과 점성 유체 흐름 224

9.9 수송 현상 230

9.10 고체의 변형 234

연습문제 239

PART 2 열역학

Chapter 10 열물리학 243

10.1 온도와 열역학 제0법칙 243

10.2 온도계와 온도 눈금 244

10.3 고체와 액체의 열팽창 248

10.4 이상 기체 법칙 252

10.5 기체의 운동론 256

연습문제 261

Chapter 11 열과정에서의 에너지 263

11.1 열과 내부 에너지 263

11.2 비열 264

11.3 열계량법 266

11.4 숨은열과 상변화 269

11.5 에너지 전달 272

11.6 기후 변화와 온실 기체 282

연습문제 284

Chapter 12 열역학 법칙 287

12.1 열역학 과정에서의 일 287

12.2 열역학 제1법칙 290

12.3 기체에서의 열역학 과정 293

12.4 열기관과 열역학 제2법칙 299

12.5 엔트로피 307

12.6 인간의 신진대사 312

연습문제 315

PART 3 진동과 파동

Chapter 13 진동과 파동 319

13.1 훅의 법칙 319

13.2 탄성 퍼텐셜 에너지 321

13.3 단조화운동에서 진동의 속력과 관련된 개념 325

13.4 시간의 함수로서의 위치, 속도 및 가속도 327

13.5 진자의 운동 329

13.6 감쇠 진동 332

13.7 파동 333

13.8 진동수, 진폭 및 파장 336

13.9 줄에서의 파동의 속력 338

13.10 파동의 간섭 339

13.11 파동의 반사 341

연습문제 341

Chapter 14 소리 345

14.1 음파의 생성 345

14.2 음파의 특성 346

14.3 음속 348

14.4 음파의 에너지와 세기 349

14.5 구면파와 평면파 352

14.6 도플러 효과 354

14.7 음파의 간섭 358

14.8 정상파 360

14.9 강제 진동과 공명 363

14.10 공기 기둥 내의 정상파 365

14.11 맥놀이 367

14.12 음질 369

14.13 귀 369

연습문제 372

PART 4 전기와 자기

Chapter 15 전기력과 전기장 375

15.1 전하, 절연체, 도체 375

15.2 쿨롱의 법칙 379

15.3 전기장 383

15.4 전기장선 386

15.5 정전 평형 상태의 도체 387

15.6 밀리컨의 기름방울 실험 389

15.7 밴 더 그래프 발전기 391

15.8 전기선속과 가우스의 법칙 392

연습문제 397

Chapter 16 전기에너지와 전기용량 401

16.1 전기 퍼텐셜 에너지와 전위 401

16.2 점전하에 의한 전위와 전기 퍼텐셜 에너지 406

16.3 전위, 대전된 도체, 등전위면 409

16.4 응용 411

16.5 커패시터 413

16.6 커패시터의 연결 416

16.7 커패시터에 저장된 에너지 421

16.8 유전체를 가진 커패시터 423

연습문제 428

Chapter 17 전류와 전기 저항 433

17.1 전류 433

17.2 미시적으로 본 전류와 유동 속력 435

17.3 회로에서 전류와 전압 측정 437

17.4 저항, 비저항, 옴의 법칙 438

17.5 온도에 따른 저항의 변화 441

17.6 전기에너지와 전력 442

17.7 초전도체 445

17.8 심장의 전기적 활동 446

연습문제 449

Chapter 18 직류 회로 453

18.1 기전력의 근원 453

18.2 저항기의 직렬 연결 454

18.3 저항기의 병렬 연결 456

18.4 키르히호프의 법칙과 복잡한 직류 회로 459

18.5 RC 회로 463

18.6 옥내 배선 466

18.7 전기 안전 467

18.8 뉴런을 통한 전기 신호 전달 468

연습문제 471

Chapter 19 자기 475

19.1 자석 475

19.2 지구의 자기장 477

19.3 자기장 479

19.4 자기장 내에서 대전 입자의 운동 481

19.5 전류가 흐르는 도체에 작용하는 자기력 483

19.6 자기 토크 486

19.7 앙페르의 법칙 489

19.8 평행한 두 도선 사이의 자기력 491

19.9 전류 고리와 솔레노이드의 자기장 493

19.10 자기 구역 497

연습문제 499

Chapter 20 유도 전압과 인덕턴스 503

20.1 유도 기전력과 자기선속 503

20.2 패러데이의 유도 법칙과 렌츠의 법칙 506

20.3 운동 기전력 511

20.4 발전기 514

20.5 자체 인덕턴스 517

20.6 RL 회로 520

20.7 자기장에 저장된 에너지 522

연습문제 523

Chapter 21 교류 회로와 전자기파 527

21.1 교류 회로에서의 저항기 527

21.2 교류 회로에서의 커패시터 530

21.3 교류 회로에서의 인덕터 532

21.4 RLC 직렬 회로 533

21.5 교류 회로에서의 전력 537

21.6 직렬 RLC 회로에서의 공명 538

21.7 변압기 539

21.8 맥스웰의 예측 541

21.9 맥스웰의 예측에 대한 헤르츠의 확증 542

21.10 안테나에서 발생하는 전자기파 544

21.11 전자기파의 특성 545

21.12 전자기파의 스펙트럼 549

21.13 전자기파에서의 도플러 효과 552

연습문제 553

PART 5 빛과 광학

Chapter 22 빛의 반사와 굴절 557

22.1 빛의 본질 557

22.2 반사와 굴절 558

22.3 굴절의 법칙 562

22.4 분산과 프리즘 563

22.5 무지개 566

22.6 호이겐스의 원리 567

22.7 내부 전반사 569

연습문제 572

Chapter 23 거울과 렌즈 575

23.1 평면거울 575

23.2 구면거울에 의한 상 577

23.3 굴절에 의한 상 583

23.4 대기에 의한 굴절 586

23.5 얇은 렌즈 587

23.6 렌즈와 거울의 수차 593

연습문제 594

Chapter 24 파동 광학 597

24.1 간섭 조건 597

24.2 영의 이중 슬릿 실험 598

24.3 반사에 의한 위상 변화 602

24.4 얇은막에서의 간섭 603

24.5 간섭을 이용한 CD와 DVD 재생 606

24.6 회절 607

24.7 단일 슬릿 회절 608

24.8 회절격자 610

24.9 빛의 편광 612

연습문제 619

Chapter 25 광학 기기 623

25.1 사진기 623

25.2 눈 624

25.3 확대경 628

25.4 복합 현미경 630

25.5 망원경 632

25.6 단일 슬릿과 원형 구멍의 분해능 634

25.7 마이컬슨 간섭계 638

연습문제 639

PART 6 현대 물리

Chapter 26 상대성 이론 643

26.1 갈릴레이의 상대성 643

26.2 빛의 속력 644

26.3 아인슈타인의 상대성 원리 646

26.4 특수 상대성 이론의 결과 647

26.5 상대론적 운동량 655

26.6 특수 상대성 이론에서의 상대속도 656

26.7 상대론적 에너지와 질량-에너지 등가 원리 657

26.8 일반 상대론 660

연습문제 664

Chapter 27 양자 물리학 667

27.1 흑체 복사와 플랑크의 가설 667

27.2 광전 효과와 빛의 입자 이론 669

27.3 X선 672

27.4 결정에 의한 X선 회절 674

27.5 콤프턴 효과 676

27.6 빛과 물질의 이중성 678

27.7 파동 함수 680

27.8 불확정성 원리 681

연습문제 683

Chapter 28 원자 물리학 685

28.1 초창기 원자 모형 685

28.2 원자 스펙트럼 686

28.3 보어 모형 688

28.4 양자 역학과 수소 원자 693

28.5 배타 원리와 주기율표 696

28.6 특성 X선 699

28.7 원자 전이와 레이저 701

연습문제 703

Chapter 29 핵물리학 707

29.1 핵의 특성 707

29.2 결합 에너지 710

29.3 방사능 712

29.4 붕괴 과정 715

29.5 자연 방사능 720

29.6 핵반응 720

29.7 방사선의 의학에의 응용 723

연습문제 726

Chapter 30 핵에너지와 소립자 729

30.1 핵분열 729

30.2 핵융합 733

30.3 소립자와 네 가지 힘 736

30.4 양전자와 여러 가지 반입자 738

30.5 소립자의 분류 738

30.6 여러 가지 보존의 법칙 740

30.7 여덟 중첩 방법 742

30.8 쿼크와 쿼크의 색깔 743

30.9 전기 약작용 이론과 표준 모형 745

30.10 우주의 형성 과정 747

30.11 우주론에 관한 풀리지 않은 의문들 749

30.12 풀어야 할 과제와 전망 752

연습문제 753

▒ 부록

A 간단한 수학 A-1

B 주요 원소 A-16

C 자주 사용되는 자료 A-23

D SI 단위 A-26

E 물리량 그림 표현 A-27