기존의 대학물리 교재는 모두 원서를 번역한 것이고 분량은 수 천 페이지나 된다. 깨알같이 빽빽하게 쓰여진 책을 다 읽어볼 학생들은 아마도 잘 없을 것이다. 그리고 그 내용도 한국학생들의 정서나 사고와 잘 맞지 않은 것들도 많이 있다. 참고서적으로 사용하기에는 적절하겠지만, 이런 교재로 예습을 하는 것도 쉽지가 않고 시험공부하기에도 용이치 않다. 교재의 내용을 모두 강의할 수도 없다. 더구나 부정확한 번역도 많아 요점이 무엇인지 조차 파악하기가 쉽지가 않다. 그래서 학생들은 물리가 어려워지고 성적도 잘 안 나오고 공부하기 싫은 과목 기피과목으로 손꼽게 되는 주된 원인이다. 이러한 사정은 국내 여러 유수대학들의 학생들을 접해보았지만 별반 다르지 않다. 대학물리는 모든 물리량을 정의로부터 시작한다. 하다못해 속도나 전기장의 정확한 정의를 모르고서 어찌 과학을 한다고 할 수 있겠는가? 이런 물리에 대한 부정적인 현상은 한국과학계가 당면한 심각한 문제이다. 이 책은 이런 문제의 심각성을 절감하고 많은 의미 깊은 물리적 개념들을 학생들에게 집중적으로 이해시키려는 목적으로부터 시작되었다.
그래서 교재를 잘 요약한 슬라이드 강의록으로 강의를 하면 처음에는 학생들이 좋아하지만 점점 집중력이 떨어진다. 슬라이드는 연구세미나 같은데서 프레젠테이션으로 많이 쓰이지만 대량으로 다양한 내용을 장기간에 걸쳐 다루는 강의에는 부적합한 점이 많다. 참고로, 세미나에서도 프레즌테이션이 20분을 넘으면 청중들의 집중력이 크게 떨어진다는 CERN에서의 연구결과가 있다. 더구나 슬라이드 강의록에는 설명이 별로 없다. 그래서 강의를 잘 듣고 개념필기를 충실하게 해놓지 않으면 강의를 듣고 돌아서면 미묘한 물리적 개념들을 잊어버린다. 강의록에는 수많은 정보가 압축되어있는데, 설명도 별로 없으니 집중력이 떨어지고 학생들은 개념에 취약할 수밖에 없다. 결과적으로 시험공부를 할 때도 별 도움이 되지 않는다. 이런 것들이 종합적으로 작용하여 학생들이 “물리는 어렵다” “하기 싫다”고 하는 것이다. 그러나 물리는 과학을 하는 사람이면 누구나 넘어야 할 산으로서 어느 대학에서나 필수적으로 부과를 하고 있다. 필자는 반평생을 외국생활을 하면서 입자물리학 연구에 전념을 했는데, 이제 한국에 영구 귀국하여 은퇴를 앞두고 어떻게 하면 한국학생들에게 과학의 기본이라 할 수 있는 대학물리와 현대과학의 기본이라 할 수 있는 현대물리학을 잘 이해를 시킬 수 있을까 많은 고심을 하였었다. 그래서 학생들이 너무 분량이 많아 부담이 되지 않으면서 자체적으로 모든 설명이 있어서 대학물리의 주요내용을 모두 섭렵할 수 있는 방법의 필요성을 절감하였다. 이를 위해서는 결국 기존의 대학물리 교재에 대한 전적인 의존을 탈피하는 수밖에 없고 대학물리의 새로운 패러다임이 창출되어야 한다는 결론을 얻었다. 그리고 책이 너무 두껍고 무겁지 않고 언제 어디서나 손쉽게 볼 수 있으면 더욱 좋겠다는 생각으로 이 책을 펴내게 되었다.
다년간 대학에서 대학물리를 슬라이드로 강의를 하면서 슬라이드 강의의 단점을 보완하기 위하여 다양한 방안을 강구를 하다가 강의내용을 머릿속으로 정리를 하여 핵심적인 강의를 하기 시작하였다. 이 방법은 주요내용을 집중적으로 학생들에게 이해를 시킴으로서 아주 효과적인 방법이라 생각되었다. 그런데 이 방법도 수업을 들으면서 개념필기를 잘 해놓지 않으면 강의할 때의 말을 모두 칠판에 쓸 수는 없기 때문에 칠판에 쓴 내용은 필기를 해놓더라도 그 내용들이 나중에 시험공부를 할 때 잘 이해가 안되는 것들이 많이 있게 마련이다. 그러나, 학생들은 개념필기를 잘 하지 않는다. 학기 초에 개념필기의 중요성을 많이 강조를 하고 필기검사를 하여 수업참여도에 크게 반영할 것이라고 공고를 해도 실제 필기검사를 해보면 개념필기를 잘한 학생은 거의 없었다. 그저 슬라이드나 교재에 있는 식을 그대로 적어놓았을 뿐 설명은 거의 없었다. 이 대학물리요해는 필자가 다년간 강의를 하면서 매년 역동적으로 변하는 학생들의 성향을 면밀하게 분석하여 매년 매 수업마다 새롭게 강의할 내용을 머릿속으로 정리를 하여 가장 바람직한 강의를 하려고 노력하였는데, 그런 강의 중 다양한 설명을 한 말과 칠판에 판서한 내용을 실제 책으로 펴낸 것이다. 수업이 끝나고 나면 더 이상 강의에서 언급된 미묘한 주요개념들을 들을 기회가 없어진다. “필기한 것이 모두 이해한 것이 아니다!!” 그러나 이 책의 내용은, 각종 대학물리 교재에 공통적으로 기술되어있고 각종 문제풀이에도 꼭 필요한, 실제 칠판에 판서한 핵심적인 식과 개념들은 물론 그런 내용을 설명하는 말들이 모두 기술되어 있어서 자체젹으로 완전하여 대학물리를 한 눈에 개관할 수 있고 작은 분량으로도 대학물리의 모든 내용을 원리적으로 이해할 수 있는 든든한 기반이 될 수 있다. 학생들이 물리가 어렵다고 하는 또 다른 중요한 요인은 수학을 물리에 활용하는 능력이 부족하기 때문이다. 그래서 과학에는 필수적인 미분 적분을 포함한 모든 수학적인 기본개념도 정의로부터 시작해서 설명이 되어있어서 수학이 약한 학생들도 어렵지 않게 이해할 수 있다. 따라서 이 대학물리요해는 슬라이드 강의록 같이 단순한 요약이 아니라, 대학물리의 핵심적이고 중요한 모든 내용을 집중적으로 해설한 것으로서 초?중?고 때부터 단편적으로 배운 물리를 포함한 과학의 기본이 되는 모든 물리적인 내용이 학문적인 체계로 집약된 것이다.
그리고 이 책에 풍부하게 수록된 예제문제들은 여러 교재들에 흔히 나오는 문제들로서 이 책의 내용들을 학생들 자신의 것으로 만드는데 유용한 문제들을 명쾌하게 풀이한 것이다. 예제문제풀이는 순전히 이 책에 나와 있는 물리량들의 정의와 법칙 그리고 규칙 등에 입각한 가장 간단한 수식을 사용하여 자세한 과정이 약간씩 생략되어있음에도 문제풀이가 이 책의 반을 차지 할 만큼 주요한 내용이다. 이 예제문제들을 책의 내용을 읽고 잘 이해를 한다면 어떤 유형의 문제들도 스스로 풀 수 있을 것이다. 그리고 중간 중간에는 필자가 실제 시험에서 출제를 했던 십 여회나 되는 실전문제들을 수록해놓았다. 이 문제들을 스스로 풀어보면 자신의 문제풀이 능력을 크게 높일 수 있을 것이다. 그런 취지에서 실전문제의 풀이와 답은 대학물리1에 해당되는 제1부의 말미와 대학물리2에 해당되는 제2부와 제3부의 맨 끝부분에 첨부해 두었다. 또한 곳곳에 수록되어 있는 발전문제(?)들은 풀이도 없고 답도 없으나 이 책의 내용을 더욱 보강하고 물리적 개념들의 이해를 극대화하는 수준 높은 문제들로서 과제로 제출하면 좋은 문제들이다.
끝으로, 대학성적은 평생을 따라다닌다!! 이제 더 이상 대학물리로 고민하지 않아도 된다. 한주일 강의분량을 예습하는데 이 책으로는 10분이면 된다!! 이 책과 더불어 좋은 성적을 얻고 무엇보다도 많은 물리적 개념들을 잘 이해를 하여 전공공부에도 크게 도움이 되어 활기찬 대학생활을 보내기를 바란다.
내용
제1부 역학
제1장 물리량과 벡터(5p∼9p)
핵심주제1 물리량; 핵심주제2 기초물리량과 기초단위; 핵심주제3 벡터와 연산
제2장 물체의 운동(10p∼17p)
핵심주제4 일차원운동; 핵심주제5 2∼3차원운동; 핵심주제6 상대속도; 핵심주제7 원운동
제3장 뉴우턴역학(19p∼25p)
핵심주제8 뉴우턴의 법칙; 핵심주제9 마찰력
제4장 일과 에너지(26p∼31p)
핵심주제10 일-에너지 정리; 핵심주제11 에너지보존법칙
제5장 운동량과 물체계(32p∼35p)
핵심주제12 운동량보존법칙; 핵심주제13 질량중심
제6장 회전운동(36p∼43p)
핵심주제14 회전운동과 관성모우먼트; 핵심주제15 토오크;
핵심주제16 각운동량보존법칙; 핵심주제17 물체의 평형과 변형
제7장 중력(44p∼45p)
핵심주제18 중력과 중력퍼텐셜에너지
제8장 유체의 운동(46p∼48p)
핵심주제19 유체의 운동
제9장 진동운동(49p∼51p)
핵심주제20 물체의 단순조화진동
제10장 파동운동(52p∼59p)
핵심주제21 파동운동과 파동함수; 핵심주제22 파동에너지와 파동의 세기;
핵심주제23 파동의 중첩과 간섭; 핵심주제24 정상파와 관현악기;
핵심주제25 소리준위; 핵심주제26 도플러효과
제2부 전자기력
제11장 전하와 전기력(64p∼66p)
핵심주제27 전하의 특성; 핵심주제28 쿨롱의 법칙
제12장 전기장과 가우스법칙(67p∼72p)
핵심주제29 전기장과 전기장선; 핵심주제30 전기다발과 가우스법칙
제13장 전기퍼텐셜에너지와 전기퍼텐셜(73p∼75p)
핵심주제31 전기퍼텐셜
제14장 축전기의 전기용량과 에너지(76p∼79p)
핵심주제32 전기용량
제15장 전류와 저항(80p∼84p)
핵심주제33 전류와 전류밀도; 핵심주제34 저항과 전도도
제16장 직류회로(85p∼88p)
핵심주제35 회로와 키르히호프법칙; 핵심주제36 RC회로
제17장 자기력과 자기장(89p∼93p)
핵심주제37 로렌츠힘과 비오사바르법칙; 핵심주제38 앙페르법칙과 솔레노이드자기장
제18장 전자기유도와 유도용량(94p∼99p)
핵심주제39 패러데이 법칙; 핵심주제40 자체유도와 상호유도; 핵심주제41 RL회로
제19장 교류회로(100p∼103p)
핵심주제42 교류회로의 전류; 핵심주제43 변압기
제20장 전자기파와 빛(104p∼105p)
핵심주제44 맥스웰방정식과 빛의 간섭
제3부 열역학
제21장 온도와 열(106p∼107p)
핵심주제45 열의 이동과 열역학0법칙; 핵심주제46 열팽창
제22장 기체법칙과 열역학 제1법칙(108p∼112p)
핵심주제47 이상기체법칙; 핵심주제48 열역학제1법칙; 핵심주제49 비열
제23장 열기관과 열역학 제2법칙(113p∼115p)
핵심주제50 열기관과 효율; 핵심주제51 열역학제2법칙; 핵심주제52 엔트로피
