과학도서 - 30년간 이뤄낸 업적들을 읽고나서 30년간 이뤄낸 업적들

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  등록일 : 2012-08-16

30년간 이뤄낸 업적들을 읽고나서 30년간 이뤄낸 업적들
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<30년간 이뤄낸 업적들>

1900년에서 1930년. 이 말을 듣는 순간 떠오른 것은 `전쟁`에 바빴던 시기.. 라는 것이었다. 자연히 여러 가지가 연상이 되었다. 핵폭탄. 아인슈타인. 등등등.... 이것들과 1900년에서 1930년까지의 물리학이 어떤 상관이 있을까.. 하는 생각을 하면서 `빛으로 말하는 현대물리학`을 펼쳤다. 이 책에서 1900년에서 1930년까지의 물리학과 관련된 부분은 「제 4장. 상대성 이론과 빛의 속도」과 「제 5장. 양자 역학과 빛」이다.
1900년 4월 27일 런던 왕립협회 강연 가운데서 「물리학의 아름다운 이론 위에, 19세기의 두 개의 어두운 구름이 뒤덮이려 하고 있다」라고 했던 켈빈경의 말을 떠올려 본다. 두 개의 암운은 제 4장에 설명된 에테르에 관한 것과, 제 5장에 설명된 열복사에 관한 것이다.
1905년, 아인슈타인은 상대성 이론의 첫 논문을 발표한다. 그에 의해 에테르의 문제점은 모두 해결되게 된다. 에테르는 광속의 기준을 정하기 위해 가상으로 만들어진 물질이다. 즉, 우주를 감싸고 있는 절대 공간에 에테르라고 하는 매질이 균일하게 채워져 있고, 그 진동이 초속 30만의 빛이 파동으로 되어서 전파하고 있다는 것이다. 그러나, 에테르의 가설이 그럴듯하였다 하더라도 실험으로 그 존재가 검출되지 않으면 물리학에서 인지될 수 없다. 결국, 아인슈타인에 의해 에테르는 부정된다.
아인슈타인이 착안한 것은 광속 가 관계되는 전자기학의 법칙이 성립하는 방법이었다. 광속 는 우주의 무게 중심을 기준으로 한 속도였으나 그것은 에테르에 대한 운동의 방법에 대해 빛의 속도가 달라져 보이는 것이 된다. 아인슈타인은 여기에 의문을 품는다. 빛의 속도가 관측자의 운동 상태에 따라서 결정된다고 한다면, 그것을 포함하는 전자기학의 법칙도 필연적으로 관측자마다 달라지게 된다. 이는 물리학의 법칙에서의 체제를 갖추지 못한 것으로 이에 아인슈타인은 광속도 불변의 원리(광속도는 광원?관측자의 운동 상태에 의하지 않고 항상 일정하다)를 …(생략)




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