일반물리학

1. 개요

2. 특징

3. 수강 방법

• 영재학교의 경우: 모든 학교에 다 공식 교육과정으로 일반물리학 실험과 함께 있다. 다만 배우는 시기는 학교에 따라 다르다. 구체적으로 예를 들자면 KSA에선 매우 세부적이고 체계적으로 되어 있다. 이 곳에선 일반물리학 1, 일반물리학 2, 일반물리학 실험1, 일반물리학 실험2, 현대물리학 개론까지 있다. 반면 서울과학고등학교에선 아예 고교 물리학 과정인 물리학 1과 물리학 2, 심지어 고급물리학도 건너뛰고 바로 배운다.

• 과학고등학교의 경우: 영재학교와 비슷하다. 다만 학교에 따라 커리큘럼에 세부적인 차이가 있는 영재학교와는 달리 과학고의 경우 대부분 2학년 말 ~ 3학년 때 AP과정을 통해 수강하며, 그 이전인 1학년 땐 일반계 고등학교 과목인 물리학 1과 물리학 2, 2학년 땐 고급 물리학을 배운다. 고급물리학은 사실상 일반물리학의 고교 버전으로, 교과목만 다를 뿐 수준엔 차이가 거의 없기 때문에 고급물리학에서 잘 이수하여야 일반물리학에서도 쉽게 적응 가능하다. 물론 과학고등학교 중에서도 1학년부터 일반물리학을 가르치는 경우가 일부 존재한다.

• 자율형 사립고등학교의 경우: 영재학교와 과학고와는 달리 학교마다 갈리는 편이다. 실제로 대부분의 자사고는 정시에 제일 강한 학교이다 보니 메인 커리큘럼에 속해있는 경우도 흔한 편은 아니다. 하지만 일부 수시 위주의 자사고나 이공계/자연계 중심 자사고의 경우 영재학교, 과학고처럼 2~3학년에 과목이 개설되어 있는 경우가 많아 어렵지 않게 수강할 수 있다.[13]

4. 출제되는 시험

• 물리인증제 고급 (1,2급)
• 7급 공개경쟁채용시험 - 일반기계직, 전기직, 토목직, 건축직, 방송통신직, 기상직
• 변리사 - 1차 자연과학개론 (10문/40문)
• 소방간부후보생 - 자연과학개론 및 자연계열 선택과목 (25문)
• AP 물리학: 고등학교 시험이지만 일반물리학에 가까운 내용을 다룬다.

5. 내용

5.1. 배우는 내용

1. 측정과 단위계
2. 고전역학 - 속도와 가속도, 뉴턴의 운동 법칙, 일과 에너지 보존, 질량중심과 선운동량, 회전운동, 만유인력, 유체역학, 단순 조화 진동
3. 파동 - 진동과 단순조화운동, 역학적 파동의 성질과 음파(도플러 효과)
4. 열역학 - 열과 온도, 기체 분자 운동론, 열역학 제1법칙과 열역학 과정, 열역학 제2법칙과 열기관의 효율 및 엔트로피[14]
5. 전자기학 - 쿨롱 법칙, 전기장과 가우스 법칙, 직류 회로, 자기장과 앙페르 법칙, 전자기 유도, 교류 회로, 맥스웰 방정식
6. 광학 - 기하광학, 물리광학(편광), 파동광학(간섭, 회절)
7. 현대물리학 - 특수 상대성 이론, 양자역학, 핵물리학 등이 맛보기 수준으로 나온다.[15]

5.2. 교재

• 원서 할리데이 구매처: Halliday and Resnick's Principles of Physics/ 11th Edtion
• 원서 서웨이 구매처: Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics/ 10th Edition
• 번역판 할리데이 구매처: 일반물리학/ 11판
• 번역판 서웨이 구매처: 대학물리학/ 10판 개정판

• 1. 판매량이나 유명세 모두 할리데이가 압도적이다.
  실제로 학교 물리 선생님이나 물리 전공자들에게 일반물리학 책을 추천해달라고 하면 가장 먼저 나오는 책이기도 하다. 한국에서 훈민정음을 모르면 한국 사람이 아닌 것처럼, 할리데이를 모르면 물리를 전공하지 않았다는 말이 있을 정도로 유명하다. 이는 곧 할리데이의 역사가 오래되었다는 것을 의미하며, 그동안 많은 사람들이 공부한 책인 만큼 그 내용성 하나는 인정받았다는 것을 뜻한다.

• 2. 번역판 기준으로 문제가 서웨이에 비해 압도적으로 많다.
  번역판 기준으로 가장 최신판인 11판에서 한 챕터 당 평균 60문제 정도지만, 서웨이는 30문제 내외이다. 하지만 원서에서는 두 책 모두 거의 비등한 수의 문제가 수록되어 있다. 이는 곧 서웨이가 번역과정에서 문제 커팅을 많이 당했다는 것을 의미한다.

• 1. 10판 번역판 부터 문제 수가 대폭 줄어들었다.
  이는 번역을 담당한 저자들의 잘못이 아니다. 번역판은 Principles of Physics라는 원서를 번역했는데, 이 책은 미국 본토에서 팔리지 않는 International Version이다. 실제로 이 책을 살펴보면 번역판과 문제의 구성과 개수가 동일하다. 문제의 수가 줄어든 진짜 원인은 International Version의 차별 때문이다. 실제 미국 본토에서 팔리는 할리데이 원서인 Fundamentals of Physics 10판을 살펴보면 9판 번역본까지 있었던 추가문제가 그대로 실려 있다.[19]
  
  10판부터 Wiley[20]의 International Version 차별에 따라 복습문제와 추가문제 모두가 삭제되면서 챕터당 30문제 이상이 날라갔다. 이로 인해 추가문제에 포진했던 좋은 문제들이 모두 없어지면서 할리데이에 실려있던 좋은 문제들을 풀어보려면 9판 이하를 구해야하는 상황이다. 또한 문제 수를 줄임과 동시에 기존에 있던 난이도 표시까지 삭제시켜 버려서 공부하기 참 불편하게 되었다.

• 2. 설명이 산만하고 불친절하다.
  할리데이의 경우 실생활과 연관지어 물리 개념의 이해를 돕겠답시고 곳곳에 현실적인 예시들을 산발적으로 집어넣어 오히려 전체적인 흐름을 파악하기 힘들다는 의견도 있으며, 서웨이에 비해 공식이 유도되는 과정이나 설명이 상당히 불친절하고 비약이 많다. 물리에서 가장 중요한 것이 원리에 대한 이해인데, 이해가 잘 안 된 상태에서 다음과정으로 넘어가게 되면 결국에는 무너지기 마련이다.
  
  할리데이로 처음 공부를 하게 된다면, 이해를 바탕으로 된 물리 공부가 아닌, 공식만 주구창창 외우고 문제를 벅벅 풀다 끝날 확률이 높다. 그렇기 때문에 물리가 처음이거나, 자신이 원리나 과정에 대한 명확한 이해가 안되면 못 넘어가는 성격을 가진 사람이라면, 차라리 서웨이를 보는게 더 좋은 선택이 될 수 있을 것이다. 참고로 2000년대 초반의 6판 번역서는 800쪽 이내로 번역하려다보니 중간설명 자체를 완전히 다 빼버린 책이라, 역대 최악의 품질로 악명높았다.

• 1. 설명이 잘 되어 있다.
  할리데이에 비해 눈에 띄는 장점이다. 원리나 공식에 대해 자세한 설명과 증명을 해놓아서 할리데이에 비해 처음 물리를 접하는 사람이 이해하기 편하다. 또한 할리데이는 실생활에서 찾을 수 있는 물리 현상에서 그 원리를 유도하는 설명이나 예제가 많은 반면, 서웨이는 물리 공식이나 원리를 설명하기 위한 가장 적합한 상황(굳이 실생활이 아니어도 됨)을 가져와 설명하고 관련된 예제를 살펴본다. 또한 서웨이는 설명을 하는데 있어 논리적 비약이 거의없고, 한 챕터 내에서 각각의 내용이 유기적으로 연결되는 느낌을 강하게 받을 수 있다. 이는 기술 방법이 할리데이와 차이가 있기 때문이라고 생각된다. 이런 부분은 특히 수학적인 부분에서 잘 드러난다.
  
  이를테면 각운동량에 대해 설명할 때 벡터곱( 외적)에 대한 기술은 빠질 수 없다. 하지만 벡터곱을 처음 접했다면 계산과정은 어떻고, 어떤 과정을 통해 벡터곱이 만들어졌는지에 대한 설명은 필수다. 그렇지 않고선 이해를 못하기 때문이다. 서웨이에선 이를 고려하여 벡터곱에 대해 자세한 설명 후 바로 각운동량에 대한 설명을 진행한다.
  
  반면 할리데이에선 거의 맨 처음 챕터인 벡터에서 정말 간단하게 벡터곱에 대해 설명한 뒤[22], 한참 뒤에 각운동량에서 갑툭튀한다. 그러고선 아무렇지도 않게 벡터곱을 자유자재로 사용한다. 이런부분을 봤을때 할리데이의 독자에 대한 배려가 서웨이에 비해 상대적으로 부족하다고 판단할 수 있다. 과거에는 수준 낮은 학교나 물리와 직접적인 관련이 없는 과들이 사용하는 책이라는 인식이 강했지만 이러한 장점 때문인지 최근에는 점점 상위권 대학에서도 채택되는 경우가 늘어나고 있으며, 물리학과도 일반물리를 이 책으로 하는 대학 역시 늘어나고 있다.

• 2. 원서의 문제의 질이 매우 좋다.
  원서를 구할 수 있다면 원서를 구해 문제를 풀어보는 것을 꼭 추천한다. 서웨이 원서 중 Physics for Scientists and Engineers 9판을 구하면 된다.[23][24] 할리데이의 문제는 실제 숫자를 대입해 더러운 계산을 해야하는 문제[25]가 대부분이다. 반면 서웨이 문제는 특이하게 어떤 공식을 증명해라는 문제나[26], 숫자를 대입하지 않고 문자로만 식을 표현하라는 문제가 많다.[27] 문제의 구성은 다음과 같다.[28]


• 객관식 문제(Objective Questions)
  간단한 개념 응용 문제들이 대부분으로 5지선다로 이루어져 있다.
  
• 개념 문제(Conceptual Questions)
  말 그대로 기본 개념이나 살짝 응용된 상황에 대해 설명하라는 식의 문제들이 대부분이다.
  
• 일반 문제(Problems)
  대부분의 문제가 일반 문제에 해당되며 쉬운 문제는 문제 번호가 검은색, 조금 난이도 있는 문제는 번호가 파랑색으로 되어 있다. 단순 계산 문제, 주어진 공식을 증명하는 문제, 공식을 만드는 문제, 순차적으로 해결하는 문제 등등 다양한 형태의 문제가 분포하고 있다. Section별로 문제가 나뉘어져 있어 특정 개념을 학습한 뒤 바로 문제를 풀어보는 것이 가능하다. 이에 비해 할리데이는 원서든 번역판이든 난이도 표시도 없으며 섹션별로 문제가 나뉘어져 있지도 않아 학습하기 상대적으로 불편하다.[29]
  
• 추가 문제(Additional Problems)
  일반 문제가 끝나면 추가 문제가 나오는데, 대부분의 문제 번호의 색깔이 파란색이며 그에 따라 난이도도 일반 문제보단 어려운 편이다. 또한 일반문제는 섹션 별로 문제가 나뉘어져 있어 그 섹션의 개념만 사용하는데, 추가 문제부턴 여러가지 개념이 섞인 문제들이 나온다.[30] 특히 그림이 있는 문제들이 재미있으므로 꼭 풀어보길 바란다.
  
• 도전 문제(Challenge Problems)
  단원에서 가장 마지막 문제로, 문제 번호의 색은 빨간색이다. 간혹 일반물리학시험에서 가장 어려운 문제나 논술 시험에 등장하기도 한다. 단원 별로 작게는 1~2문제 많게는 10문제도 넘게 있는 단원도 있다. 난이도는 대부분 어려우며 간혹 정말 미친듯이 어려운 문제도 있다. 문제의 그림과 주어진 공식만 봐도 어려울 것 같은 문제가 더러 있으며, 계산도 미적분이나 대수에서 쓰는 테크닉을 요구하는 문제도 꽤 있다. 만일 중학교나 고등학교 때 물리 올림피아드를 준비했었으면 한 번 쯤은 봤을 문제들도 있으므로 그렇게 어렵지 않을 수도 있다. 그래도 도전 문제는 다른 일반물리학책이나 물리 문제집에서 보지 못했던 신박한 문제들이 많은 편이다.

• 3. 원서 기준으로 해설이 친절하다.
  서웨이는 원서 문제에 대한 해설이 따로 존재하는데[31] 원서 문제를 풀다 해설을 찾아보면 다른 원서 책들에 비해 해설이 꽤 친절한 것을 느낄 수 있다. 대부분 이공계열 원서들은 홀수 문제 답만 있던가, 아니면 저자 마음대로 고른 문제들만 존재해서 몇몇 문제들은 자기가 풀고도 정확한 풀이를 구사했는지 알 수 있는 방법이 없다.[32] 반면 서웨이의 해설집은 모든 문제의 해설이 다 있으며, 가독성이 높아 문제에 대한 피드백이 바로바로 되는 편이라 매우 학습에 편리하다.

• 1. 번역판[33]의 문제 수가 작다.
  번역판의 문제 수는 한 챕터 당 30문제 정도로 원서에 비해 매우 적다. 심지어 선별된 문제가 좋은 문제도 있지만, 단순 계산 문제도 꽤나 있어서 문제도 작은데 좀 더 괜찮은 문제를 더 넣었으면 어땠을까 여러모로 아쉬운 번역판이다. 하지만 할리데이 항목에서 언급했듯이 원서의 문제 수는 할리데이와 비등하다.