물리학은 이공계 학생들이 각자의 전공을 공부하기에 앞서 반드시 배워야 할 기초 과목 중의 하나이다. 이에, 우리 실정에 적합하고 우리말로 쓴 물리학 교재의 필요성은 따로 강조할 필요가 없다.

이 책을 집필하는 데 중점적으로 고려한 사항들은 다음과 같다. 첫째로, 우리의 학기 체제에서 무리 없이 강의할 수 있는 주제의 양과 질을 엄선하였다. 둘째로, 이공계 학생들이 자신의 전공에 필요하다고 생각되는 물리학적 내용을 알기 쉽게 설명하는 데 노력하였다. 우리가 일상생활에서 접할 수 있는 현상들을 통하여, 물리적 지식의 활용을 염두에 두고 집필하였다.

마지막으로, 이 책을 공부하기에 앞서 필요한 지식을 따로 습득해야 하는 과정을 최소한으로 줄여, 물리학을 처음으로 접하는 학생들도 쉽게 공부할 수 있도록 배려하였다.

이 책은 전체 27장으로 구성되어 있다. 1장부터 14장까지는 역학, 파동, 열역학 분야를 다루고, 15장부터 27장까지는 전자기학, 광학, 현대물리학 분야를 다룬다. 두 학기 강의로는 전반부와 후반부를 각기 한 학기 동안 공부하고, 한 학기 강의로는 필요한 장을 선택하여 공부하는 것이 바람직하다. 책의 내용은 인하대학교 전임 교수들이 나누어 집필하였다.

그동안 이 책을 교과서로 사용해온 교수 및 학생들의 의견을 반영하여 개정판을 내게 되었다. 수업 진도상 건너뛸 수 있는 부분은 *로 표시하였다. 앞으로도 지속적으로 개정 작업을 수행할 것이며, 여러분들의 의견을 인하대학교 물리학과 홈페이지(http://physics.inha.ac.kr)에 개진해주길 부탁드린다.

현시대는 엄청나게 빠른 과학 기술의 발달을 그 특징으로 하고 있다. 모든 것이 급변하는 상황에서는, 기본 원리를 이해하는 것이 변화에 대처하는 가장 현명한 방법이 될 것이다. 따라서 자연현상과 공학의 근본이 되는 물리를 공부하는 것은 이런 시대를 헤쳐나가는 데 있어서 필수불가결한 일이다. 아무쪼록 이 책이 많은 학생들이 물리를 공부하고 이해하는 데에 도움이 되기를 바란다.

제1장 측정

1-1 물리량, 단위 및 표준 12

1-2 국제단위계 13

1-3 단위 및 차원의 분석 18

1-4 단위 전환 19

1-5 유효숫자 19

연습문제 22

제2장 벡터와 스칼라

2-1 벡터와 스칼라 26

2-2 벡터와 연산 27

2-3 단위벡터와 벡터의 성분 30

2-4 벡터의 곱 33

연습문제 38

제3장 물체의 운동

3-1 직선운동 44

3-2 평면운동 49

3-3 상대속도 54

연습문제 56

제4장 힘과 운동

4-1 뉴턴의 운동 제1법칙: 관성의 법칙 62

4-2 뉴턴의 운동 제2법칙: 힘과 가속도 64

4-3 근원적 특성에 따른 힘의 분류 68

4-4 뉴턴의 운동 제3법칙: 작용 ․ 반작용의 법칙 69

4-5 마찰력의 특성 72

4-6 뉴턴의 운동법칙의 응용 74

연습문제 80

제5장 일과 에너지

5-1 일의 정의 88

5-2 변화하는 힘에 의한 일 93

5-3 운동에너지와 일－에너지 정리 96

5-4 위치에너지 99

5-5 역학적 에너지의 보존 103

5-6 에너지의 보존 105

연습문제 107

제6장 운동량과 충돌

6-1 질량중심 114

6-2 질량중심의 운동 117

6-3 선운동량 119

6-4 선운동량의 보존 121

6-5 운동량과 충격량 123

6-6 충돌 127

6-7 2차원과 3차원 충돌 134

연습문제 137

제7장 원운동

7-1 등속원운동 144

7-2 각과 원운동 144

7-3 각속도 146

7-4 각가속도 151

연습문제 153

제8장 각운동량과 중력

8-1 각운동량과 각운동량 보존 158

8-2 뉴턴의 중력법칙 159

8-3 케플러의 법칙 163

연습문제 167

제9장 강체의 회전운동과 평형

9-1 돌림힘 172

9-2 회전관성 173

9-3 강체의 회전관성과 각운동량 보존 175

9-4 미끄러지지 않고 구르는 강체 179

9-5 일과 회전운동에너지 183

9-6 평형 186

연습문제 188

제10장 고체와 유체

10-1 고체와 탄성률 194

10-2 유체와 압력 197

10-3 부력 202

10-4 유체 동역학 204

연습문제 210

제11장 진동과 단순조화운동

11-1 단순조화진동 216

11-2 단순조화운동과 에너지 219

11-3 단순조화운동과 등속원운동 223

11-4 각단순조화운동 224

연습문제 228

제12장 파동과 음파

12-1 파동운동 236

12-2 파동의 여러 현상 238

12-3 정상파와 공명 241

12-4 악기 244

12-5 음파의 속력 245

12-6* 진행하는 음파 246

12-7 음파의 세기, 간섭과 맥놀이 248

12-8 도플러 효과 252

연습문제 255

제13장 물질의 열적 성질과 통계역학

13-1 온도와 열 260

13-2 온도의 정의와 측정 261

13-3 열팽창과 열전달 263

13-4 비열과 잠열 267

13-5 기체운동론과 이상기체 269

13-6 기체운동론 270

13-7 평균 자유거리와 맥스웰 속력분포 273

연습문제 276

제14장 열역학 법칙과 엔트로피

14-1 열과 일 282

14-2 열역학 제1법칙 285

14-3 비열과 에너지 등분배론 285

14-4 특별한 열역학 과정들 289

14-5 가역과정과 비가역과정 293

14-6 카르노 순환과정 294

14-7 엔트로피 296

14-8 열역학 제2법칙 297

14-9* 열기관과 냉동기관 299

연습문제 303

제15장 전하와 전기장

15-1 전하 310

15-2 쿨롱의 법칙 313

15-3 전기장 314

15-4 쌍극자와 전기장 319

연습문제 322

제16장 가우스 법칙과 전위

16-1 가우스 법칙 328

16-2 가우스 법칙의 응용 334

16-3 전위 344

16-4 전위의 계산 348

16-5 점전하계의 전기 위치에너지 351

연습문제 354

제17장 전류와 저항

17-1 전류 360

17-2 옴의 법칙 361

17-3 전도의 미시이론 365

17-4 전기회로에서의 에너지 전환 368

연습문제 370

제18장 전류회로와 축전기

18-1 기전력과 전류회로 376

18-2 키르히호프의 법칙 381

18-3 축전기와 전기용량 383

18-4 축전기와 전기장 389

18-5 유전체와 전기용량 391

18-6 RC 회로 396

연습문제 400

제19장 자기장

19-1 자석과 자기쌍극자 406

19-2 자기장과 자기선속 407

19-3 자기장 내의 전하의 운동 412

19-4 전류 도선에 작용하는 힘과 돌림힘 415

19-5 지구의 자기장 419

연습문제 421

제20장 전류와 자기장

20-1 비오－사바르 법칙 428

20-2 두 평행 도선 사이에 작용하는 힘 434

20-3 암페어의 법칙 437

20-4 솔레노이드와 토로이드 439

20-5* 원자의 자성 441

20-6* 물질의 자성 443

연습문제 449

제21장 자기 유도

21-1 패러데이 유도법칙 456

21-2 인덕터와 인덕턴스 461

21-3 RL 회로 463

21-4 발전기의 원리 467

21-5 변압기와 전력 수송 468

21-6 맥스웰 방정식과 전자기파 471

연습문제 476

제22장 교류회로

22-1 저항회로 484

22-2 축전기 회로와 전기용량 리액턴스 486

22-3 인덕터 회로와 유도 리액턴스 489

22-4 RLC 회로와 임피던스 491

22-5 교류회로와 공명현상 496

연습문제 499

제23장 기하광학

23-1 반사와 굴절 504

23-2 전반사 507

23-3 편광과 반사 509

23-4 거울 511

23-5 얇은 렌즈 517

23-6* 광학기기 519

연습문제 524

제24장 간섭과 회절

24-1 빛의 간섭 현상 530

24-2 영의 이중 슬릿 실험 532

24-3 박막에서의 간섭 536

24-4 빛의 회절 540

24-5* 회절격자 분광기와 분해능 548

24-6* X-선 회절 549

연습문제 551

제25장 상대론

25-1 빛의 속도와 마이켈슨－몰리 실험 558

25-2 아인슈타인의 가설 559

25-3 특수 상대론 560

25-4 상대론적 운동량과 에너지 564

25-5 일반 상대론 566

연습문제 570

제26장 원자와 물질의 구조－양자론

26-1 흑체 복사 574

26-2 광전 효과 576

26-3 콤프턴 산란 578

26-4 물질파 581

26-5 보어의 수소원자 모형 582

26-6 물질파동과 확률 586

26-7 불확정성 원리 588

26-8* 원자의 구조 590

26-9* 배타원리와 주기율표 594

연습문제 597

제27장 원자핵과 기본 입자

27-1 핵력과 핵 구조 602

27-2 방사성 물질과 반감기 604

27-3 핵의 안정성과 결합에너지 610

27-4 핵분열과 원자로 612

27-5 기본 힘과 기본 입자 614

연습문제 619

부록(각종물리량) 621

연습문제 해답 625