Krane 현대물리학 4판

이 책은 현대물리학을 공부하는 첫 강좌에 사용하도록 만들어졌으며, 상대성 이론과 양자역학, 그리고 그 응용에 관한 내용을 담고 있다. 현대물리학은 보통 미적분 기반의 고전물리학 표준 입문 강좌 다음에 공부하게 되는데, 그 대상은 보통 두 부류로 나뉜다. 먼저 물리학 전공자로서 나중에 더 엄격한 양자역학 과정을 수강할 학생들에게는 곧 배우게 될 고전역학, 열역학, 전자기학과 같은 본격적인 전공 강좌의 배경 지식을 제공해 주는 입문 형식의 현대물리학 강좌가 큰 도움이 될 것이다. 또 다른 대상은 물리학 비전공자로서 이후에 더 이상 물리학 관련 과목을 수강하지 않을 학생들은 각자의 전공 영역에서 현대물리학 개념을 점점 더 많이 만나게 되면서, 화학자, 컴퓨터 공학자, 원자력 공학자, 전기 공학자, 분자 생물학자가 되기 위해서는 고전물리학 입문 강좌만으로는 부족하다는 것을 느끼게 될 것이다.

1~8장은 이 교재의 핵심부분에 해당하는데, 특수 상대성 이론과 양자역학, 그리고 원자 구조를 다룬다. 거기까지 공부를 마쳤다면 그 뒤로는 9~11장(분자, 양자 통계, 고체)을 이어서 공부하거나, 아니면 12~14장(핵, 소립자)으로 건너뛰어도 무방하다. 마지막 15장에서는 우주론을 다루는데, 상대성 이론으로부터 시작해서 앞에서 나온 모든 주제를 아우르기 때문에 현대물리학의 정점이라고 할 수 있다.

이 책을 관통하는 통일된 주제가 있다면 그것은 현대물리학이 실증적인 토대 위에 서 있다는 것이다. 이 책에는 파생된 속성들을 실험으로 검증하는 얘기가 계속해서 나오는데 그중에는 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론, 광자와 다른 입자들의 파동-입자 이중성에 대한 최신 검증도 있다. 이에 더해 기본 현상들의 응용을 광범위하게 보여주며, 여러 문헌에 나오는 자료들을 활용하여 이런 현상들을 설명할 뿐 아니라 ‘실제’ 물리학이 어떻게 이루어지는지 통찰하게 한다. 또한 Bose-Einstein 응축, 고체의 비열, 상자성, 우주 배경 복사, 엑스선 스펙트럼, 4He 안에 희석된 ³He 혼합물, 성간 매질의 분자 스펙트럼에 이르기까지 다양한 주제를 밝히고 설명하기 위해, 실험실에서 얻은 결과와 양자 이론에 기반한 분석이 어떻게 서로 긴밀히 연결되어 쓰이는지 알게 된다.

01 고전 물리학의 결점들

02 특수 상대성 이론

03 전자기 복사의 입자적 특성

04 입자의 파동적 특성

05 Schrödinger 방정식

06 Rutherford-Bohr 원자 모델

07 파동 역학으로 본 수소 원자

08 다전자 원자

09 분자 구조

10 통계물리

11 고체 물리

12 핵 구조와 방사능

13 핵반응 및 응용

14 입자 물리

15 우주론: 우주의 기원과 운명

Kenneth S. Krane

미국 오리건주립대학교 물리학과

강창종 충남대학교 물리학과

김봉재 경북대학교 물리학과

김지완 군산대학교 물리학과

유석재 인하대학교 물리학과

임성현 울산대학교 나노반도체공학과·일반대학원 물리학과

최은서 조선대학교 물리학과(융합수리과학부)

감수

이항모 숭실대학교 물리학과