안될과학 김갑진 교수님 물리학 강의 8편 시청후기

먼저 사사로운 썰을 좀 풀고 갈게요.

김갑진 교수님은 제 고등학교 1년 후배로서, 옛날부터 학교에서 공공연하게 '수재'로 주목받았던 것으로 기억합니다. 기숙사에서 가끔씩 지켜봤죠. 근데 교수님은 아마 저 잘 모를거에요. ㅠㅠ

제 주변에서 관찰한 성공한 수재들은 그나마 의학쪽으로 진출했는데, 과학분야 탑클래쓰인 카이스트 물리교수이라니,,,

와 너무 멋지고 최고입니다!

맨 처음 우연히 과학 유투브 방송을 보는데, 예전 그 익숙한 목소리와 얼굴모습에 깜짝 놀랐고 한동안 멍~ 때렸어요.(딱 '니가 왜 거기서 나와?' 상황)

그런데 바로 알아볼 수 있었지요. 심지어 약 25년이란 시간이 흘렀는데, 어떻게 하나도 안 변했어요. 대박! 

간간이 흰머리가 세월을 알려줄 뿐,,, (갑자기 실감되는 제 나이의 무게도 어질어질하네요...)

(알잖아요) 과학공부 엄청 많이 해서 고생했을테지만, 교수님 강의할 때 뭔가 즐기는 사람처럼 눈이 빛나고 호기심과 열정이 넘쳐 보였어요. 인터뷰 내용도 읽어보니, 확실히 동기부여와 마인드 무장이 남다르고 외유내강이 연상되더라고요.

[강연과 함께하는 하루] 김갑진 교수 < 오피니언 < 기사본문 - 카이스트신문 (kaist.ac.kr)

저는 인터뷰 내용중에 ‘인생에서 가장 중요한 건 발표다’ 라는 말이 가슴에 와 닿았습니다.

 

 

자 이제 그럼,,, 대중을 향한 김갑진 교수님의 물리학 강의 8편을 나름 생각나는 대로 편하게 요약하고 정리해 보겠습니다. 

사실 고전역학, 전자기학, 양자역학을 8편으로 강의하는 것 자체가 넌센스인데, 어떻게 요약을 할까요?!ㅎ

그냥 물리학 국내 최고 지성이 꼽은 핵심 중 핵심 정도로, 대략 윤곽과 형태만 파악하면 충분할거 같아요!

편하게 쉽게 쉽게 갈게요~

 

< 고전역학편 1,2,3편 >

ㅇ 뉴턴은 만유인력의 법칙(F=G*m*M/r²), 힘과 가속도의 법칙(a=F/m) 두가지 정보만 있으면,

    우주 만물의 운동을 설명할 수 있다고 했다.

ㅇ 그렇다면 펜은 1초에 몇m 떨어질까? g = G*M/r² = 9.8 [m/s²] 이므로 4.9m 낙하

ㅇ 그렇다면 달은 1초에 몇m 떨어질까? 1/2*g*(1/60)² = 0.00136 m 낙하 (∵지구-달 거리는 지구반지름 60배)

ㅇ 기하학적으로 검증이 될까? x:h = 2R:x 계산하면 h=0.00000136 km 낙하 (∵달 공전주기 27日) OK

ㅇ 뢰머는 목성의 4개 갈릴레이 위성 중에 가장 안쪽에 있는 이오의 공전 주기(42.5h)를 이용해 빛의 속도 최초 계산

 

ㅇ 아인슈타인은 중력질량=관성질량이 같고,

ㅇ 중력이 쎄게 작용하면(블랙홀), 빛이 휘고 시간이 느리게 간다.

     (∵빛은 최단시간 경로-페르마의 원리, 빛의 속력은 일정하므로 거리↑하면 시간↓)

ㅇ 영화 '인터스텔라'에서 블랙홀 근처를 탐험하고 돌아오니 딸이 할머니가 됨

 

ㅇ GPS 측정은 거리측정용 인공위성 3기, 시간오차보정용 1기 필요

ㅇ 인공위성은 최소 300km 이상 높이에서 중력이 바뀌면 3μs 시간이 다르게 흐른다.

    따라서 오차 d = ct = 900m 생겨 시간오차보정이 필요함

ㅇ 충돌에서 보존되는 것은? 에너지

    뉴턴은 mv 운동량 = 들어가는 힘을 시간에 대해 다 더한 게 보존

    라이프니츠 1/2mv² 운동에너지 = 들어가는 힘을 공간에 대해 다 모은게 보존

ㅇ 대칭성(symmetry)가 있으며 보존량도 존재한다.

    공간이동 대칭→운동량 보존, 시간이동 대칭→에너지 보존, 회전이동 대칭→각운동량 보존

ㅇ 뇌더는 '자연에 대칭성이 존재하면 반드시 보존량이 존재하며 그 역도 성립한다.' 수학적으로 증명

ㅇ 자전거는 기우는 방향으로 핸들을 돌리면 바퀴가 서게됨

 

< 전자기학편 4,5편 >

ㅇ 물질이 존재하는 자체가 전기, 빛을 모아서 뇌로 신호 인식하고 열을 감지는 것도 전기 등

ㅇ 윌리엄 길버트 : electron 그리스어 호박(전기), 자기 용어 최초 분리 사용

ㅇ 라이덴병은 전기를 담는 유리병으로 방전실험 등 전기에 관한 다양한 실험 가능

ㅇ 쿨롱 : 구에 전기를 모아서 두개를 접합하여 그 힘을 재 전하량에 곱에 비례하고 거리에 제곱에 반비례 공식 발견

 

ㅇ 불세출의 맥스웰이 출현하여, 식 4개만으로 세상 모든 전기와 자기는 다 설명할 수 있음.

ㅇ 외르스테드 ∇×B=μJ  →   대칭성이 맘에 안듦   →  ∇ · (∇×B)= 0 = -μ ∂p/∂t  + με ∂(∇·E)/∂t  (∵ ∇·J=-μ ∂p/∂t)

ㅇ ∇×(∇×E) = ∂(∇×B)/∂t

    ∇( ∇ ·E) - ∇²E = -∂( μJ + με ∂E/∂t )/∂t  :  전하도 없고 전류도 없다면, 파동방정식!

ㅇ 파동의 속도가 빛의 속도와 같고, 전기와 자기와 빛의 근원은 같다!

 

< 양자역학편 6,7,8편 >

ㅇ 광전효과 : 빛이 원자에 흡수되면서 전자가 튕겨 나오는 현상

    빛의 진폭 차이와 상관없이 나오는 전자의 속도 차이 없음, 빛의 색에 따라 나오는 전자의 속도 영향을 줌

    → 아인슈타인 : 파동인줄 알았던 빛도 입자다!

 

 

 

 

약간은 무성의하게 느껴질 수 있겠지만, 양자역학은 상식선에서 중요 캡쳐로 대신합니다.

동영상에서 캡쳐하는데, 엄청 힘들었네요. 도움됐다면, 응원리플 감사합니다^^;