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코페르니쿠스와 케플러(코페르니쿠스적 전환, 케플러의 법칙) 코페르니쿠스와 케플러(코페르니쿠스적 전환, 케플러의 법칙) 아리스토텔레스와 프톨레마이오스에 의해 정립된 세계관은 당시 중세시대, 소위 암흑시대라고 불린 그 오랜 기간 동안 인간의 사고를 지배하게 됩니다. 그러다가 르네상스 시대를 맞이하게 되고 그리고 코페르니쿠스가 출현하면서 일대 변혁의 시기를 맞게 됩니다. 코페르니쿠스적 전환 코페르니쿠스의 영향이 워낙 컸기 때문에 우리는 코페르니쿠스적 전환이라고 하는 이런 말까지 사용하면서 코페르니쿠스 하면, 지동설을 대표하는 사람으로 이렇게 지금 우리가 받아들이고 있습니다. 전해 내려오는 일화에 의하면 코페르니쿠스는 자기의 이론을 책으로 펴내면 자기의 목숨이 위험하지 않을까, 이런 생각을 해서 죽기 전 날에 자기의 책을 출간했다고 되어 있는데요. 정말 죽기 전 날에 ..
자기의 특성(자기의 홀극의 중요성) 자기의 특성(자기의 홀극의 중요성) 자기라고 하는 건 자석에서 일어나는 현상 이런 건데요. '전기' 이야기하는 것처럼 '자기' 이렇게 이야기할 수 있겠습니다. 그래서 이제 자기 현상이 일어나는 것은 자석에서 'N극과 S극이 있다. ' 이렇게 우리가 배우고 그다음에 'N극은, 같은 극은 서로 밀어내고 다른 극은 서로 잡아당긴다. ' 이렇게 배우는데요. 이런 것이 바로 자기 현상이죠. 그래서 자기는 전기하고 일단 비슷한 점이 있습니다. 무엇이냐 하면 전기 하고 마찬가지로 두 가지 종류가 있죠. 전기에선 그 두 가지 종류를 플러스와 마이너스로 이렇게 이름을 붙였지만 자기에서는 그것을 N극과 S극으로 이름을 부릅니다. 그리고 또한 N극과 N극은 서로 밀어내고 S극과 S극은 서로 밀어내고 그리고 N극과 S극은 서..
전자기파와 맥스웰 방정식 전자기파와 맥스웰 방정식 도선에 전류가 흐르면 자기장이 생기는데 도선의 전류를 그냥 흘리는 게 아니라 이번에는 우리가 전하를 잡고 흔들어 보겠습니다. 도선에 전류가 흐르는 건 전하가 움직이는 거라고 했는데 전하를 흔든다는 것은 움직임의 방향을 바꾼다는 것을 뜻하죠. 그런데 전에 우리가 어떤 걸 상상하자고 했냐 하면 전하가 놓여 있을 경우에는 그 전하 주변에 무수히 많은 전기력선이 뻗어나가 있는 것을 상상하자고 했죠. 여러분들이 상상하기 쉽게 이런 걸 생각하시면 되겠습니다. 우리나라의 전통 귀신을 보면 귀신이 머리가 굉장히 길죠. 그 귀신이 힘을 쓸 때 머리카락이 쭉 뻗칩니다. 그다음에 그 귀신이 머리를 흔들면 그 머리카락이 귀신의 머리를 따라서 출렁출렁하겠죠. 마치 그런 것을 여러분이 상상하시면 되겠습니..
전자와 자기의 관련성 전자와 자기의 관련성 전기와 자기에 대해서 각각 말씀드렸는데요, 처음에 뭐라고 말씀드렸냐 하면 본래 전기와 자기는 이렇게 서로 다른 현상이었는데, 연구를 하다 보니까 점점 관련성이 생겨서 나중에 하나로 통합이 되었다, 이렇게 말씀을 드렸죠. 지금까지 제가 여러분들한테 설명을 한 것에서 알 수 있듯이 본래 전기하고 자기하고는 별로 공통점도 없는, 약간의 공통점도 있기는 하지만 차이점도 있고 별로 같아 보이지 않는 그러한 현상이었습니다. 그런데 사람들이 이제 연구를 하다 보니까 전기와 자기가 서로 관련이 있다는 걸 알게 됐다는 말이죠. 그래서 그 얘기를 지금 우리가 지금 여기서 해 볼까 합니다. 전기와 자기의 관련성 사람들이 처음에 전기와 자기의 관련성을 알게 된 것은 전류가 흐르는 도선 주위에 나침반을 놓..
맥스웰 전자기 이론의 예 맥스웰 전자기 이론의 예 맥스웰의 전자기 이론이 우리 일상생활의 대부분을 설명한다고 말씀드렸는데요. 이제 그것에 대한 사례를 몇 가지 말씀드릴까 합니다. 한 마디로 맥스웰의 전자기 이론은 고전적인 전기나 자기에 관한 모든 현상을 설명하는 이론인데, 우리가 일상생활에서 경험하는, 아마 제 생각에는 90% 이상이라고 해도 과언이 아닐 텐데요, 한마디로 아주 사소한 것까지 포함해서 모든 것은 다 이 전자기 이론으로 설명할 수 있다, 원리적으로 이 전자기 현상이다. 이렇게 말씀을 드릴수가 있겠습니다. 나머지 한 10% 정도, 90%하고 10% 정도는 절대적인 게 아니라 제가 편의상 이렇게 구분한 건데, 나머지 10% 정도는 지구 중력에 의한 현상이겠죠. 예를 들면 하늘이 왜 파란가. 하늘이 파란 것도 단순히 하..
중력의 특징(원격 작용) 중력의 특징(원격 작용) 뉴턴의 사과는 천상계와 지상계를 하나로 통합하는 그런 사과였습니다. 그리고 뉴턴이 발견한 그 만유인력의 법칙, 즉 중력의 법칙은 우주에서 단 한 곳에 예외도 없이 우주의 역사와 함께 영원히 적용될 그런 법칙이었습니다. 이 만유인력의 법칙, 즉 중력의 법칙은 몇 가지 특성이 있습니다. 이번에는 그 특성에 대해서 잠깐 알아보도록 하겠습니다. 여러분이 쉽게 예상할 수 있듯이 이 중력은 물체가 무거우면 무거울수록 힘이 세집니다. 즉, 예를 들어서 만약에 현재 지구의 질량이 2배가 된다면, 지구가 사과를 끌어당기는 힘은 2배가 된다는 뜻입니다. 또한 이 중력은 멀리 떨어지면 떨어질수록 힘이 약해집니다. 비록 힘은 무한히 멀리까지 작용하지만, 거리가 점점 멀어지면 힘이 약해진다는 뜻이죠. ..
뉴턴의 만유인력(중력) 법칙을 알아냈던 과정 뉴턴의 만유인력(중력) 법칙을 알아냈던 과정 뉴턴의 데스 마스크(death mask)입니다. 즉, 뉴턴이 죽은 뒤에 뉴턴의 얼굴에 석고를 입혀서 뜬 뉴턴의 실제 얼굴이죠. 그래서 보시면, 뉴턴의 눈이 감겨 있습니다. 뉴턴이 워낙 위대한 인물이었기 때문에 당시 사람들은 뉴턴이 죽은 뒤에 이러한 얼굴을 남긴 것이죠. 뉴턴의 업적으로 어떤 것이 있을까요? 맨 먼저 생각나는 것은 물론 만유인력의 법칙입니다. 이 단원의 제목이기도 한 바로 그 사과에 얽힌 그 법칙이죠. 이밖에도 사실 뉴턴은 물리학의 근본이라고 할 수 있는 뉴턴의 운동 법칙 3가지를 정립했습니다. 이밖에도 뉴턴은 빛이 무엇인가에 대해서 체계적으로 연구했고요. 또한 뉴턴은 반사망원경을 발명하기도 했습니다. 갈릴레이를 설명할 때 당시에 망원경이 이미 ..
뉴턴의 운동 법칙과 프린키피아 뉴턴의 운동 법칙과 프린키피아 뉴턴의 만유인력의 법칙에 대해서 배우셨습니다. 그런데 뉴턴은 이 만유인력의 법칙뿐만 아니라 어떤 의미로는 물리학적으로 볼 때는 더 중요하다고 할 수 있는 뉴턴의 운동법칙 3가지를 완벽하게 정립했습니다. 뉴턴의 운동법칙은 현재 우리가 알고 있는 모든 물리현상을 설명할 수 있는 근본 법칙이라고 할 수 있는데요. 그 3가지는 다음과 같은 것입니다. 뉴턴의 3법칙 뉴턴의 제1법칙은 갈릴레이가 발견했던 관성의 법칙 하고 같은 것인데요. 사실 갈릴레이는 관성의 법칙을 완벽한 의미에서 다 알았다고 할 수는 없습니다. 그걸 진정한 의미에서 운동법칙으로 승격시킨 사람은 뉴턴이죠. 그리고 제2법칙은 좀 수학적인 법칙인데요. F=ma라고 하는 이런 간단한 식으로 표현할 수 있습니다. 여러분이 ..
뉴턴 이전의 과학은 어땠을까?(과학 혁명) 뉴턴 이전의 과학은 어땠을까?(과학 혁명) 뉴턴 이전에는 소위 말하는 과학 혁명이라고 하는 것이 있었습니다. 코페르니쿠스에 의해서 시작된 이 과학 혁명은 뉴턴에 이르러서 완성이 됩니다. 그리고 그 이전은 중세시대였고 그 이전은 물론 고대시대였겠죠. 그래서 과학 혁명기 이전에 사람들이 우리 우주에 대해서, 우리 자연에 대해서 어떻게 생각했는지를 잠깐 알아볼까 합니다. 고대 자연철학자 아주 오랜 옛날 문명이 발달하기 이전에 원시인들도 '우리 우주가 어떻게 생겼을까?'에 대해서 궁금해했었습니다. 그러므로 맨 처음 과학에 대해서 거론한다면, 아마 원시인부터 거론해야 되지 않을까 생각합니다. 그러나 원시시대에 어땠는지는 지금 남아 있는 것이 없죠. 우리가 현재 알고 있는 그런 고대라고 한다면, 아마 고대 그리스가..
뉴턴의 사과는 실화일까? 뉴턴의 사과는 실화일까? 현대 물리학에 대한 것이지만, 제가 처음부터 여러분에게 현대 물리학에 대해서 얘기를 하면, 아마 물리학적 기본 지식이 없는 수강생의 대부분은 아무 내용도 못 알아들을 것입니다. 그러면 우리 처음 얼마간은 현대 물리학 이전에 소위 고전 물리학이라고 하는 것에 대해서 말씀을 드릴까 합니다. 그리고 첫 번째로 주제로 뉴턴의 이론을 잡았습니다. 뉴턴의 이론 뉴턴하면 아마 가장 유명한 과학자일 것입니다. 우리나라에서 모르는 사람이 없을 텐데요. 유치원 다니는 어린아이조차도 뉴턴의 이름을 알고 있을 것입니다. 그리고 뉴턴의 사과하면 정말 또 유명한 사과죠. 제가 이 단원의 제목을 '그 사과는 왜 특별한가?'라고 지었는데요. 여기에서의 그 사과는 물론 뉴턴의 사과를 가리킵니다. 뉴턴의 사과가..

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