『빛의 공학』의 1부, ‘빛의 물리학’에서는 현대 과학 기술의 거의 모든 분야에서 핵심적으로 사용되고 있으며 우리 일상생활에서도 매우 중요한 역할을 하는 빛을 물리학으로 살펴본다. 물리학에서 빛은 시간과 공간에서 모두 주기적인 운동을 보이는 가시광선 영역대의 전자기 파동이다. 전자기 파동으로 빛을 보는 순간 우리는 굴절, 회절, 산란, 반사, 흡수 같은 빛의 성질을 쉽게 설명할 수 있다. 1부에서는 신기루, 비눗방울, 무지개 등의 일상생활에서 쉽게 찾아볼 수 있는 예를 통하여 빛의 성질을 설명하고, 레이저와 디지털카메라, LCD, 현미경 같은 장치가 빛의 이런 성질을 어떻게 응용하고 있는지를 소개한다. 3D 홀로그래피 텔레비전, 리트로 카메라, 소음 제거 헤드폰, 광섬유 통신 같은 최신 기술의 비밀에도 빛의 성질이 관여되어 있음을 1부에서 확인할 수 있다.
목차
1부 빛의 물리학
1장 빛이란 무엇인가? 12
빛: 눈에 보이는 전자기파 / 파장: 빛의 색 / 빛의 속도 / 굴절률: 빛의 속도는 물질에 따라 느려진다 / 빛을 이용한 질량 측정 / 빛의 흡수
2장 빛을 광선으로 표현하는 기하 광학 30
광학 영상 / 빛의 반사: 거친 벽을 거울로?! / 빛의 굴절: 휘는 빛 / 전반사와 분산 / 렌즈: 가장 간단한 광학 영상 시스템 / 렌즈의 한계
3장 빛의 상호 작용, 파동 광학 56
위상과 파면: 빛의 진행 방향 정보 / 빛의 간섭: 여러 파동이 만드는 새로운 파동 / 회절 / 산란 / 구조색: 구조에 의한 산란과 간섭
4장 빛의 생성 86
전자기파 유도 / 자연 방출 / 흡광 스펙트럼 / 열복사 / 레이저
5장 광학 영상 표현 108
음극선관, CRT / 플라즈마 디스플레이 / 액정 화면 / 화소와 색 / 3차원 영상 기술 / 홀로그래피
6장 빛의 측정 138
광학 영상 시스템 / 렌즈를 사용한 영상 / 필름 현상의 원리 / 디지털 이미지 디바이스의 원리 / 현미경
2부 빛의 생물학
7장 빛과 물질의 상호 작용 164
빛과 물질의 이중성 / 전자 에너지 준위 / 빛과 물질의 상호 작용 / 형광으로 밝히는 생물학 / 생명의 계층적 구성
8장 빛과 생체의 상호 작용 190
이온화 복사 에너지 / 자외선과 건강 / 적외선과 생명 현상 / 전자기파가 건강에 미치는 영향
9장 빛의 의생명 과학적 응용 200
바이오 광학, 광학과 생물학의 만남 / 생체 형광 현상 / 광학 영상: 뇌 안을 들여다보기 / 빛을 이용한 암 치료 / 레이저를 이용한 의생물학적 응용
10장 빛에 대한 반응: 세포부터 개체까지 220
미생물이 감지하는 빛 / 광 유전학 / 망막의 광 수용체 / 로돕신과 신호 전달 / 망막에 맺힌 상을 뇌로
3부 빛의 색채학
11장 색채 경험으로서의 빛 238
색을 지각하는 과정 / 조명 환경에 따른 색채 경험 / 신광원과 새로운 색채 경험 / LED를 이용한 감성 조명
12장 색채의 표시와 소통 260
측색 / 측색에 따른 색 체계 / 지각적 특성에 따른 색 체계 / 색이름 / 문화적 속성에 따른 색의 배열
13장 색채 심리 296
기억에 의한 영향 / 상호 작용에 의한 영향 / 색채에 대한 감성적 반응 / 색채를 활용한 감성 이미지 표현 / 색채를 매개로 한 공감각