빛의 현상부터 최첨단 연구 상황까지

빛이 없는 세상을 상상할 수 있을까? 빛이 생명체에 미치는 영향은 별개로 하더라도, 빛이 없다면 우리는 외부 세계를 인식하기 어렵다. 또 여러 가지 빛의 현상들은 다양한 과학적 의미를 가지고 있다. 공기는 무색투명한데, 하늘은 왜 파랗게 보이기도 하고 붉게 보이기도 하는가, 프리즘을 통과한 빛은 왜 무지개색으로 갈라지는가, 공기 속에서 물 속으로 들어간 빛이 굴절하는 이유는 무엇인가, 무지개는 왜 반원 모양인가, 신기루는 왜 생기는가, 인간은 왜 가시광선밖에 볼 수 없는가 등등, 빛의 과학적 현상을 보여 주는 사례는 무척 많다.
한편 20세기를 “전자(電子)”의 시대라고 한다면, 21세기는 “광과학(光科學)”의 시대라는 말이 있듯이, 빛은 21세기 과학의 주역이다. 인간의 과학은 레이저와 광섬유는 말할 것도 없고, 이미 “1000조분의 1초 동안만 빛나는 펄스광” “자전거 속도보다 느린 빛”처럼, 빛을 자유자재로 조작하는 수준에까지 이르렀다.

이러한 빛의 다양한 속성을 바탕으로, 이 책에서는 빛의 기본부터 첨단 연구 상황까지를 총정리한다. 먼저 책의 전반부에서는 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 빛의 여러 가지 현상과 원리를 두루 살펴본다. 즉 빛의 굴절ㆍ분산ㆍ반사ㆍ간섭ㆍ산란 등과 색깔, 그리고 전자기파로서의 다양한 성질을 정리해 나간다. 과학 현상과 원리를 정밀한 일러스트레이션과 사진 자료를 이용해 설명하는 “뉴턴 하이라이트 시리즈”의 장점은 이 책에서도 유감 없이 발휘된다.
책의 후반부에서는 빛을 자유자재로 다루는 최첨단 광과학의 연구 상황을 소개한다. 아울러 최첨단 연구의 제일선에서 활약하고 있는 미국 매사추세츠 공과대학의 에릭 이펜 교수와, 하버드 대학의 레네 하우 교수의 귀중한 인터뷰도 수록했다.

이 책의 모든 내용은 Newton의 독자들로 구성된 모니터팀의 의견 제시와 검토 결과를 바탕으로 구성되었다. 독자들의 살아 있는 조언을 받아 제작함으로써, 한층 더 독자에게 가깝게 다가가는 과학 안내서가 되었다고 자부하며, 독자들에게 자신 있게 권해 드린다.

● 빛의 원리와 현상을 보여 주는 일러스트레이션 200여 컷
과학적 현상을 알기는 쉽지만 원리를 알기는 쉽지 않다. 일례로 “빛의 굴절”을 모르는 사람은 거의 없다. 그러나 빛이 공기 속에서 물 속으로 들어갈 때 “왜” 굴절하는가를 설명하기는 쉽지 않다. 이 책 “빛이란 무엇인가?”의 가장 큰 장점은 과학적 현상 뒤에 있는 근본 원리를 정밀한 고급 일러스트레이션으로 설명한다는 점이다. 과학 잡지 Newton의 모든 노하우가 집중된, 세계 최고 수준의 이미지 자료이다.

● 발간 전, 독자의 검수를 거친 100% 맞춤형 구성과 해설
“빛”이라는 주제는 잘 아는 듯하면서도 사실은 막연히 알고 있는 경우가 많다. Newton은 이러한 특성에 주목해, 내용을 만들기 전에 여러 계층의 독자들로 구성된 “특별 편집 모니터팀”을 운영했다. 전체 구성은 물론, 독자들이 특히 이해하기 어려워하는 부분, 세부적인 설명 방식과 그림 제작 등에 독자의 의견을 받아들임으로써, 독자들이 최대한 쉽고 편안하게 이해하도록 구성했다.

● 기본부터 응용, 첨단까지…, 빛의 모든 것을 한눈에 정리
우리는 언제 어디서나 빛을 보고 있다. 그리고 빛은 여러 가지 신기한 현상을 보여 주며 그 사례는 아주 다양하다. 이 책에서는 굴절ㆍ분산ㆍ반사ㆍ간섭ㆍ산란 등의 기본 현상, 빛과 색깔, 전자기파의 발생 원리, 투명과 불투명, 편광, 광자 등 빛의 다양한 속성, 그리고 레이저와 광섬유 및 “1000조분의 1초의 섬광” “자전거보다 느린 빛” 등 빛에 관한 최첨단 연구 상황까지, 빛의 모든 것을 한눈에 정리해 준다.

● 독자들의 공통적인 의문, 핵심 Q&A 베스트 10 수록
방 안의 조명 기구에서는 끊임없이 빛이 나온다. 그런데 조명을 끄면 방 안은 즉시 어두워진다. “그 많던 빛”은 모두 어디로 사라졌을까? 이처럼 빛의 현상과 원리에는 이해하기 어려운 부분도 꽤 있다. 본문에서 다룬 내용 이외에, 독자들이 공통적으로 궁금해하는 사항을 골라 “Q&A”로 정리함으로써, 본문의 내용을 재확인하고 한층 더 수준 높은 내용까지 제공한다.

● “뉴턴 하이라이트 시리즈”의 스물두 번째 과학 단행본
NEWTON은 모든 과학 분야의 최신 연구 성과를 수준 높은 해설 기사와 정교한 그래픽으로 정리한 과학 단행본 “뉴턴 하이라이트 시리즈”를 매월 한 권씩 펴내고 있다. <상대성 이론> <양자론> <블랙홀과 화이트홀> <인체-21세기 해부학> <주기율표> <날씨와 기상> 등의 기간본들도 절찬리에 판매되고 있다.

*주요 내용
제1장 여러 가지 빛의 현상
태양빛 ①~② / 굴절 ①~④ / 빛의 분산 ①~③ / 대기에 의한 굴절 ①~② / 반사 ①~④ / 간섭 ①~④ / 산란 ①~②

제2장 색깔이란 무엇인가?
빛의 삼원색 ①~④ / 색의 삼원색 ①~②

제3장 빛의 정체
빛은 전자기파 ①~⑨ / 전자기파의 발생 ①~⑧ / 투명과 불투명 / 편광 ①~② / 광자 / 빛의 압력

제4장 빛의 21세기
레이저 ①~③ / 광섬유

제5장
놀라운 최첨단 연구
1000조분의 1초의 섬광 ①~③
특별 인터뷰 : 에릭 이펜(미국 매사추세츠 공과대학 교수)

자전거보다 “느린 빛” ①~②
특별 인터뷰 : 레네 하우(미국 하버드 대학 교수)

제6장
에필로그 “빛”이란 결국 무엇인가? 154

좀더 알고 싶다! Q&A
Q1. 조명을 끄면 즉시 어두워지는 이유는?
Q2. 빛이 굴절하는 이유를 납득할 수 없다
Q3. 빛의 정체는 어떻게 규명되어 왔는가?
Q4. 눈앞을 지나가는 광선이 보이지 않는다?
Q5. 흰 물체의 표면을 닦으면 거울이 되는가?
Q6. “빛은 전자기파”란 무슨 뜻인가?
Q7. 빛은 파동인데, 왜 진공 속에서도 전해지는가?
Q8. 광자란 무엇인가? 질량이 없는 광자에서 왜 압력이 생길까?
Q9. 블루레이 디스크나 HD DVD는 왜 대용량인가?
Q10. 빛의 빠르기는 불변이며, 자연계의 최고 속도가 아닌가?