일반물리

1 개요

대학교 1학년 물리학 과정을 통칭해 부르는 용어. 주로 2학년 때 전공과목으로 배우는 고전역학, 전자기학, 양자물리 등의 기초가 되는 내용을 배운다.

내용은 아래를 자세히 보면 알겠지만, 물리Ⅰ, 물리Ⅱ 과정에서 배우는 내용의 연장선상에 있다. 단, 고등학교에서 배우는 물리는 대학교 레벨에서 바라보았을 때 수학 없는 물리인 경우가 태반.[1][2] 그에 반해 일반물리는 상당한 수식이 들어가있다. 7차교육과정부터 수2와 미적은 이과생들한테도 선택과목이 돼버린지라 고등학교 교육과정 지침에는 미적분이 필요한 내용을 가르치지 못하게 돼있는데, 뉴턴이 물리학 설명하려고 만든 게 미적분인 이상 더이상의 설명이 必要韓紙?[3] 대표적으로, 등속 원운동의 개념을 제대로 설명하자면 벡터에 대한 개념이 제대로 잡혀있어야 하나, 현실은 시궁창. 다른 케이스로는, 단진동을 물리Ⅱ처럼 원운동의 정사영으로 설명하는 것이 있다.[4] 참고서에 따라서는 위 내용을 제대로 설명해 놓은 곳도 있다.[5]

일반화학과 마찬가지로, 자연계열로 들어온 1학년들은 의무수강인 경우가 많다. 단, 일반화학은 생물/화공 전공자들도 들어야 하는 반면, 일반물리는 물리/공학[6]/화학 쪽에서 주로 들어야 하는 듯

후술하겠지만, 교과서에 따라서 배우는 내용의 수준에 미세한 편차가 있다. 하지만 일반화학이 텍스트에 따라서 배우는 내용이 안드로메다 급으로 다른 데에 비하면 양반이다. 왜냐하면 물리학이 정립되어 가면서 가장 효율적인 학습구조가 정형화되었기 때문이다.

사실 일반화학이 더 어렵다 카더라

2 출제되는 시험

  • PEET
  • 의학전문대학원 입학시험 (MEET), 치의학전문대학원 입학시험 (DEET)[7]
  • 물리인증제 1,2급
  • 7급 공개경쟁채용시험 - 일반기계직, 전기직, 토목직, 건축직, 방송통신직

3 내용

3.1 배우는 내용

기본적으로 배우게 되는 내용에는 다음과 같은 것들이 있다.

  1. 측정과 단위계
  2. 고전역학 - 속도와 가속도, 뉴턴의 운동 법칙, 일과 에너지 보존, 질량중심과 선운동량, 회전운동, 만유인력, 유체역학유체이탈, 단순조화운동
  3. 열역학 - 열과 온도, 기체 분자 운동론, 열역학 제 1법칙과 열역학 과정, 열역학 제 2법칙과 기관의 효율
  4. 파동 - 역학적 파동의 성질, 그리고 광학
  5. 전자기학 - 전기장과 가우스 법칙, 직류 회로, 자기장과 앙페르 법칙, 전자기 유도, 교류 회로, 맥스웰 방정식
  6. 현대물리학 - 특수 상대성 이론, 양자 역학 등이 맛보기 수준으로 나온다.[8] 텍스트에 따라서 그리스 문자가 난무하는 입자물리의 신세계를 볼 수 있다.

보통 일반물리 교재의 단원 배치는 1-2-(4)[9]-3-5-4[10]-6 순이 가장 일반적이다.

3.2 교재

할리데이(Halliday)책이 주로 쓰인다.[11] 그러나 단 한번이라도 Halliday 책이 아닌 다른 일반물리 책을 본 적이 있는 사람은 왜 다수의 대학들에서 Halliday를 교재로 사용하는지 결코 이해하지 못한다. 변별력 없이 개수만 많은 연습문제와 어려운 내용을 쉽게 설명하려다가 되려 조악해진 본문 저술 방식, 쓸데없이 공학과 실용적인 예를 들으려다가 생기는 산만함 등이 이 책의 주된 문제점들이다. 심각한 물리적인 오류를 범하는 내용설명도 많다. 사실 물리학과 학생들은 이 책의 문제점을 일일이 열거하자면 밤을 새도 모자란다고 말한다 심지어 많은 전공자들은 고교생들 보라고 내놓은 하이탑 물리 1,2가 Halliday 책보다 일반물리 교재로 더 적합하다며 Halliday가 하이탑을 베꼈다는 농담을 하기도 한다. 사실인데
원서는 1300 페이지짜리 책 한 권으로 되어 있으나, 번역서[12][13]는 항상 두 권으로 나뉘어 나오는 것도 특징. 경기과학고등학교의 2학년 과정에 있는 일반물리학 1,2의 교과서인 것은 당연하고 1학년의 기초물리학의 교과서 또한 이거고 일반물리학을 가르친다. 경남과학고등학교는 입학 전부터 가르친다.기초물리라고 구라치고 일반물리 가르쳐 주네 그냥 과고는 전부 교과서라고 생각하자[14] 용인외국어고등학교 국제과정의 2,3학년에 있는 물리Ⅰ 교과의 교과서이기도 하다.[15]

다른 책으로는 Young, Benson, Serway 등이 있는데, 할리데이의 압도적인 채택 빈도에 눌려서 인지도가 높지는 않은 듯 하다. 일반화학 교재와 다른 특징은, 많아봐야 20장 정도인 일반화학 교재와 비교했을 때, 일반물리 책은 기본이 30, 많으면 40장까지 나간다. 아마 더 넓은 범위를 커버해야 해서인듯. 그래도 부족하다는 의견이 다수.

'파인만의 물리학 강의'도 가끔씩 쓰인다. 이는 파인만이 칼텍에서 강의한 내용을 책으로 엮은 것인데, 책의 난이도가 상당하다보니[16][17] 주교재로 쓰기 보단 일반물리를 공부하다가 모르는 부분이 있으면 찾아보는 식으로 쓴다.

수학없는 물리라는 책도 있는데, 사실, 이 책은 물리를 처음 접하는 사람들을 위한 책이므로 다른 일반물리책과 같은 선에 놓기는 어렵다. 책 제목처럼 책 자체에 복잡한 수식이 거의 나오지 않고, 그림이나 글로써 기초적인 개념만 설명한다.
  1. ↑ 이는 7차 교육과정부터는 편제상 물리Ⅰ과 물리Ⅱ를 배울 때, 학생들이 미적분을 그 전에 배우지 못했다는 것을 전제하고 가르치기 때문이다. 같은 이유로 미적분으로 설명하면 명쾌한 것을 두루뭉술하게 만들어 너프(...)를 받은 과목으로는 문과의 경제가 있다.
  2. ↑ 극히 일부 교과서에만 다루고 하이탑에서는 파동함수나 수소 원자의 파동방정식을 설명할 때 편미분을 사용한다. 당연히 고등교육과정 밖이다.
  3. ↑ 그런데 대학 일반물리학 수준의 물리학을 고등수학 없이 설명한다는 컨셉으로 나오는 교과서도 있기는 하다. 직관적으로 이해하기 위한 난이도가 낮기는 하지만, 오히려 수학이 없어서 더 내용이 헷갈리고 복잡해지는 경우도 있다.
  4. ↑ 단진동을 제대로 설명하자면 미적분에 대한 이해와 더불어 미분방정식의 풀이법이 동반되어야 한다. 이건 일반물리에서도 깊게 들어가지는 않으며 주로 해가 이런 형태로 나온다는 점만 써놓은 경우도 있다.
  5. ↑ 오르비스 옵티무스에서 발간하는 숨마쿰라우데 시리즈가 대표적인 사례
  6. ↑ 단적인 예로, 기계공학은 여기에서 배우는 뉴턴역학의 결정체이다!
  7. ↑ 2017학년도부터 MEET와 DEET의 자연과학II에서 물리학 부분은 없어졌다. 유기화학도 일반화학에 통합되었다시피 하여 사실상 MD는 생물과 화학만 공부하게 되었다고 해도 과언이 아니다.
  8. ↑ 특수 상대성 이론만 해도 심도 있게 이해하려면 4차원 기하학을 알아야 하고, 양자역학의 경우는 슈뢰딩거 방정식 자체를 이해하기 위해 필요한 물리학(주로 해밀턴 역학)과 수학들이 일반물리의 수준을 뛰어넘는다.
  9. ↑ 파동의 기본 성질에 관한 내용
  10. ↑ 광학에 관한 내용
  11. ↑ 공저자 중에 David Halliday가 있다. 이 분은 이미 돌아가시고 현재는 Jearl Walker가 개정 중인 듯.
  12. ↑ 현재 4판과 7판, 9판, 10판이 번역되어 나왔다. 물리학도들이라면 노란색 배경에 번개가 치는 사진이 표지인 일반물리학 7판을 어디선가 본 적이 있을 것이다.
  13. ↑ 2015년 9월 21일 기준 가장 최신판은 표지에 어떤 사람이 스노우 보드를 멋지게 타고 있는 사진이 붙여져 있다.
  14. ↑ 1학년 때 역학과 전자기학, 2학년 때 그 외 나머지 전부를 배운다.
  15. ↑ 물리Ⅰ인줄 알고 선택한 학생들이 사실은 이 과정이 일반물리라는 것을 알 때의 공포감은 상당하다. 특히 2학년 때 같이 배우는 AP 미적분학시간보다 더 일찍 미적분을 배울 때 말이다.함정카드 2학년에는 역학과 파동,열역학까지를 배우며 3학년때는 전자기학을 배운다. 다행히도 3학년때는 교과목이 AP 물리학이라고 되어 있어 학생들이 잘못 선택 하는 경우는 거의 없다.
  16. ↑ 그의 회고에 따르면 당시 자기 수업을 듣던 학생들은 몇몇만 겨우 이해한 눈치였고 나머지는 모르겠다는 표정을 짓고 있었다고... 그러나 그 수업을 듣던 교수들은 파인만에게 찬사를 아끼지 않았다고 했다.
  17. ↑ 일반적인 교과서 커리큘럼과 다르게 진행할 뿐만 아니라 학부 이상 수준까지 다루고 있다.