청소년도서, 중고등 물리의 세상속으로 [재미로 읽다가 100점 맞는 색다른 물리학 - 하]

재미로 읽다가 100점 맞는 색다른 물리학 : 하편 - 교과서보다 쉽고 흥미진진한 물리학 교실 ㅣ 재미로 읽다가 100점 맞는 색다른 물리학
천아이펑 지음, 정주은 옮김, 송미란 감수 / 미디어숲 / 2022년 4월

물.화.생.지 과학파트중에 저도 물리를 버거워했지만 아이 역시도 물리를 버거워하는게 사실입니다. 그렇기에 더욱 더 흥미로운 책을 찾아보게 되는것이 사실입니다. 저번에 물리과학 서적들을 읽으면서 아이의 반응이 좋았기에 이번에도 새로운 책을 들이밀어 봅니다.

저번에 상편을 보았고, 이번에 하편을 보게되었습니다.

기본적으로 개념부터 시작해서 차근차근히 올라가는 구조로 되어있는 책입니다. 그리고 개인적인 의견으로는 상편보다는 하편이 좀 더 난이도 있어보입니다. 중고등과학과 관련하여 해당책을 보시면 좋을 듯 합니다.

'상편'에서는 속도, 가속도, 힘과 뉴턴의 운동법칙, 일, 에너지와 운동량, 열현상등에 대한 이야기를 다루고 있었고 이번책인 '하편'에서는 전기와 자기, 소리와 빛, 현대물리 부분을 다루고 있습니다.

전기와 자기에 해당하는 파트입니다.

전기와 자기 파트에서는 쿨롱의 법칙, 옴의법칙과 줄의 법칙, 전자기유도와 렌츠의 법칙, 암페어 법칙, 패러데이의 전자기유도법칙등을 다루게 됩니다. 읽으면서 '하편'은 제 입장에서는 특히나 전기와 자기 파트가 '상편'만큼 잘 읽히지는 못했습니다. 어쩌면 물리중에서 취약한 부분이 저에게는 전기와 자기파트인 듯 합니다.

'돈모철개' 호박을 문지르면 가볍고 작은 물체를 끌어들인다는 뜻

'돈모철개'는 2천여년전 <논형>이라는 책에 기록된 부분이라고 합니다. 이는 마찰로 전기를 일으키는 정전기 현상을 고대 사람들도 인식하고 있음을 의미합니다. '정전기'는 전하가 정지상태에 있어 흐르지 않고 머물러 있는 전기를 말합니다.

정전기를 발생시키는 방식에는 '마찰대전','접촉대전','유도대전' 이렇게 주로 세가지가 있습니다. 그중 마찰대전은 전하를 만들어내는 것이 아니라 전하의 물체간 전이현상입니다.

물체가 띄고 있는 전기의 양을 전하량이라고 하는데 일반적으로 Q라고 표시하고 단위는 쿨롱(C)를 사용합니다.

전하간 상호작용 법칙을 밝혀낸 쿨롱의 실험 이전에 영국의 물리학자 캐번디시의 실험의 있었습니다. 그의 실험결과는 오랫동안 공개되지 않다가 뒤늦게서야 세상에 알려지게 됩니다. 안타깝지만 공개된 연구업적으로 보면, 쿨롱의 실험이 우선됩니다.

'같은 종류의 전하를 가진 두 공 사이의 척력은 둘의 중심사이의 거리의 제곱에 반비례합니다.'

오랜시간동안 사람들은 전서구의 탁월한 방향 감각이 시력과 기억력에서 비롯되었다고 생각했습니다. 하지만 20세기에 들어 과학자들은 전서구가 지구자기장을 통해 방향을 식별한다는 사실을 밝혀냅니다.

전서구 수백마리를 두 조로 나눠 한 조는 날개 아래에 작은 자석을 매달고, 다른 한 조는 날개 아래에 같은 크기의 구리 조각을 매달아 새장에서 수십,수백키로미터 떨어진 곳으로 데려가 날린결과 자석을 매단 비둘기는 전부 어딘가로 날아가 버렸습니다. 이는 자석의 자기장이 비둘기 체내의 내비게이션 시스템에 혼란을 가져와 방향 감각을 잃게 만들었음을 의미합니다.

이후 과학자들은 전서구를 해부하다가 전서구 머리 부위에서 강자성을 띤 사산화삼철 입자를 다량 발견했습니다. 연구결과, 전서구 외에 일부 철새의 머리에서도 자성 입자가 다량 발견되었습니다. 또한, 우리 주변의 동물들 꿀벌, 파리 등 곤충도 보통 남북 방향으로 움직인다는 사실을 확인할 수 있습니다.

휘발유, 경유를 운반하는 유조차 꼬리 부분에 긴 쇠사슬이 달려있어 '드르륵'거리며 바닥을 끌고 다니게 됩니다. 이 쇠사슬은 중요한 역할을 합니다. 유조차가 오일을 담고 운송하는 중에는 연료유와 오일뱅크의 마찰과 충돌로 정전기가 발생하게 됩니다. 만약 이때 발생한 정전기를 제때 처리하지 않으면 일정 수준이상으로 누적된 정전기가 스파크를 일으켜 폭발로 이어질 수 있습니다. 그래서 생각해 낸 방법이 땅과 잇닿은 쇠사슬로 정전기를 흘려보내는 것입니다.

이 같은 현상은 유조차 뿐만이 아니라, 비행기의 경우에도 발생한 정전기를 땅으로 흘려보낼 수 있도록 합니다.

정전기는 여러가지 부작용적인 면도 있지만 유용하게 쓰이기도 합니다. 정전기 집진기의 경우에 연소가스 속 먼지를 제거할 수 있는데, 전리구역 근처의 공기분자는 강자장에 의해 전자와 양이온으로 전리되고 전리된 이온이 앞으로 이동하면서 연소가스 중 먼지를 대전시킨 다음 대전집진판에 흡착됩니다. 이를통해 집진기는 깨끗한 기체를 배출하게 됩니다.

이외에도 정전기를 이용한 다양한 피해와 이점의 사례는 많습니다.

중고등과정의 과학중 물리부분에 대한 이야기만 엮어놓은 책입니다. 개념부터 시작해서 계속해서 나아가는 방식이기도하고 일상생활에서 우리가 공감할만한 소재를 끌어와서 이해를 좀 더 쉽게 돕고 있습니다. 물리하면 머리아프고 과학의 네가지 영역중에서 기피하고 싶은 마음이 드는 것도 사실이지만 우리일상에서 이렇게 물리가 차지하는 비율이 많다는것도 신기합니다.

학업적인 부담감을 조금 내려놓고 가벼운 마음으로 읽어보면 좀 더 편하지 않을까 합니다.

'출판사로부터 도서를 제공받음'