추천의 글: 전기 문명과 함께한 우리 모두의 자서전 4
머리말: 전기 문명을 살다 6
1. 전자가 세상을 움직인다
서낭당에서 과학으로… ……………………………………… 18
전자의 발견과 양자역학의 탄생 22 원자 속 전자의 모습 28 전기 세상을 움직이는 전자 군단 31 정전기 36 유리 막대에 종이가 달라붙는 까닭은? 39 전류와 전기에너지 42
2. 전기 실험을 시작하다
전기 세상에 발을 들여놓은 중학교 시절…………………… 46
전기와 자기 현상의 발견 53 유황 구 전기 발생 장치 57 전기 전달과 감전 실험 58 최초의 전기 저장 장치, 라이덴병의 발명 61 번개도 전기 현상 67
3. 전기에 관한 기본 법칙들
전기를 배우기 시작하다……………………………………… 72
쿨롱 법칙의 발견 77 볼타전지의 발명 82 논란이 많았던 옴의 법칙 88 도체, 반도체, 부도체를 결정하는 전기 저항 93
4. 전류로 자석을 만들다
운동장에 울려 퍼지던 스피커 소리… ……………………… 98
전류의 자기작용 104 앙페르의 법칙 106 영구자석과 전자석 109 전기 모터의 원리 114 헨리와 전자석 116 스피커와 마이크 119
5. 발전기의 원리를 발견하다
거대한 발전기를 직접 보다… …………………………… 124
패러데이의 전자기 유도 법칙 128 청개구리의 법칙 132 자체 유도와 상호 유도 135 교류와 변압기 137 발전소의 건설 139 우리나라의 전기 도입 141
6. 전자기파가 그 모습을 드러내다
먼 길을 돌아서 만난 맥스웰 방정식……………………… 148
맥스웰 방정식 153 전자기파 파동 방정식 159 헤르츠의 실험 161 빛과 전자기파 163 방송과 통신에 주로 이용되는 전파 165 열작용을 하는 적외선 167 가시광선과 3원색 169 화학작용을 하는 자외선 171 질병의 진단에 사용되는 엑스선 173 에너지가 가장 큰 감마선 174
7. 발명의 시대
디트로이트에서 본 에디슨의 실험실
*AI를 만나기 전에, 4차 산업혁명을 논하기 전에 ‘이제라도!’
우리가 매일 공기처럼 누리는 이 모든 일상과 편의의 바탕에는 전기가 있다. 하지만 현대인들 중에 전기의 기본 원리를 이해하는 사람은 얼마나 될까? 정전은 재앙이지만 전기는 잘 모르고, 스마트폰 없이는 하루도 못 살지만 전자기파는 모른다. 당연한 듯 전기 문명을 누리고 살지만 우리는 놀라울 만큼 전기에 무지하다. 하도 들어서 이제 식상하기조차 한 AI 시대, 초연결과 빅데이터로 대표되는 4차 산업혁명도 모두 전기 문명의 기반에서 탄생하고 발전한 것이다. 전기 문명에 대한 이해는, 그래서 현재의 우리 삶을 이해하는 길이면서 동시에 미래를 준비하는 일이다. 일상에서 AI를 만나기 전에, 4차 산업혁명이 야기할 미래 변화를 논하기 전에, 지금 바로 전기 문명을 읽어야 하는 이유다.
*전기 문명의 주인공 전자의 행동부터 생활 속 전기 문명과 첨단 기술까지 ‘아하!’
전기 문명을 아우르는 교양서는 있을 것 같은데 없는 책이다. 물리학자는 개별 기술을 속속들이 알지 못하고, 공학 전공자는 과학 이론을 깊이 있게 설명하기 어려워한다. 그래서 전기 관련 책들을 검색해 보면 전자기학과 빛을 설명하는 과학책이거나 전기·전자공학 교재로 나뉜다. 이 책은 전기 문명의 실질적 주인공인 전자에 대한 이해에서부터 시작해서 발전기의 원리인 전자기 유도 법칙, 전자기파 발견의 바탕이 된 맥스웰 방정식, 반도체의 원리인 양자역학과 에너지띠 같은 과학 지식에서부터 FM, AM 주파수 변조 같은 방송 통신 기술, 직류와 교류의 차이, 가전제품과 검퓨터를 비롯해서 각종 센서와 정보 저장 장치 및 내비게이션의 작동 원리까지, 우리가 필요로 하고 궁금해 했던 것들을 알기 쉽게 조목조목 설명해 준다.
‘정말 코드만 뽑아 놓아도 전기가 절약될까?’, ‘LCD와 OLED는 무슨 차이야, 어떤 텔레비전을 사야 하지?’, ‘이 작은 USB에 어떻게 영화가 몇 편씩이나 담길 수 있을까?’, ‘전기공학과랑 전자공학과는 무슨 차이일까?
