A frequência angular w de uma partícula de carga q e massa m em um ciclotron, sob campo magnético B, é independente do raio da órbita e é dada por:

Se a incerteza na posição Δx de uma partícula é reduzida à metade, a incerteza mínima no seu momento Δp, de acordo com o Princípio de Heisenberg \( \Delta x\Delta p\ge\dfrac{h}{2} \), deve:

Considerando a relação de Boltzmann S=k lnW, se o número de microestados acessíveis de um sistema isolado aumentar por um fator de e², onde e é a base do logaritmo neperiano, a variação de entropia ΔS será igual a:

As fotocélulas e fotomultiplicadores são detectores modernos que convertem sinais luminosos (fótons) em correntes elétricas mensuráveis. O princípio físico fundamental que permite a ejeção de elétrons do material do cátodo, nesses dispositivos, possibilitando a detecção de radiação, é o:

No experimento histórico de Rutherford, Geiger e Marsden, que levou à descoberta do núcleo atômico, a detecção das partículas alfa espalhadas pela folha de ouro não era feita eletronicamente, mas, sim, visualmente, através de um microscópio focado em uma tela de sulfeto de zinco, que emitia pequenos flashes de luz ao ser atingida. Esse fenômeno é denominado:

A câmara de Wilson e a câmara de bolhas são dispositivos históricos utilizados para visualizar trajetórias de partículas carregadas, baseando-se em estados termodinâmicos metaestáveis. Enquanto a câmara de Wilson utiliza um vapor supersaturado, a câmara de bolhas opera com um líquido superaquecido, onde a passagem de uma partícula ionizante fornece a energia necessária para a formação de núcleos de:

Uma amostra arqueológica de matéria orgânica possui uma razão de isótopos C¹⁴/C¹² igual a 1/4 da razão encontrada em organismos vivos em equilíbrio com a atmosfera. Sabendo que o Carbono-14 é um emissor beta com meia-vida T_1/2 = 5.730 anos, a idade estimada da amostra é:

Considere o modelo da gota líquida para a fissão nuclear, em que um núcleo esférico de carga Q e raio R se divide em dois fragmentos esféricos idênticos, cada um com carga Q/2 e raio r, que se afastam para o infinito. A variação da energia potencial eletrostática ΔU liberada nesse processo, considerando apenas a repulsão coulombiana e sabendo que a energia inicial é U_i = \( \dfrac{3}{5}\ \dfrac{1}{4\pi\epsilon_0}\ \dfrac{Q^2}{R} \), corresponde a uma fração da energia inicial igual a:

No espalhamento de elétrons de baixa energia por átomos de gases nobres, observa-se que, para certas energias, o gás se torna quase transparente aos elétrons. Esse fenômeno é explicado quanticamente através do modelo de poço de potencial, no qual a condição para transmissão máxima - ressonância - ocorre quando a largura a do poço e o número de onda k dentro dele satisfazem aproximadamente:

A transferência de momento angular de uma onda eletromagnética circularmente polarizada para um material absorvedor demonstra que cada fóton transporta, na direção de sua propagação, um momento angular igual a: