電子が飛び出したあとの原子はどうなるのですか？

質問

光電効果の説明などで、原子から電子が飛び出すと表現されます。

ある原子から電子が飛び出すと、その原子に属する電子の数が減ってしまうのではないかと考えてしまします。この場合、電子が飛び出したあとの原子はどうなるのでしょうか？　崩壊するのでしょうか？それとも辻褄を合わせたり性質を変えたりするのでしょうか？

また、飛び出した電子はどうなるのですか？電子は電子単体でも存在しうるのですか？　後に他の原子に取り込まれたりもするのでしょうか？

最近になって物理に興味をもち勉強していますが、なにぶん基礎がないものですから、お知恵を拝借できればと願います。

回答No.4

astra0641 · ベストアンサー

通常の光電効果の実験では原子１個に電子をあてるのではなく、原子が集合した固体に電子をあてます。この時、固体が電気を流す性質を持っているかどうかで、固体側の応答は異なります。電気を流す場合は、ある原子の傍にいた電子が放出されたとしても、電子の抜けた穴はその原子にとどまることなく、結晶中の電子の動きに応じて、いわば結晶全体に拡がった形になります。つまり、固体全体が僅かにプラスに荷電しますが、通常は、電気を流す固体には多くの自由電子があるので、影響は僅かです。もし、固体が電気的に外側に接地されていれば、接地側から電子が流れ込んで中性に戻ります。一方、電気を流さない物質の場合は、光が当たったところの電子が抜け出しても、他から電子がやってきて埋めることがないので、局所的に帯電します（プラスの電荷を持つようになる）。この結果、光電効果の仕事関数に見かけ上の変化が生じます。局所的に帯電したというと難しイメージですが、摩擦電気が表面に生じたのと同じ状態になっていると思って下さい。
抜け出た電子は、他の物質にあたらない限りは、どこまでも飛んでいきます。他の物質、たとえば空気にぶつかると、空気分子に取り込まれて、最終的にいわゆるマイナスイオンになったりするでしょう。

お礼

詳しいご回答をありがとうございます。こちらの知識不足をご考慮いただいた表現に感謝いたします。イメージをつかむことが出来ました。

回答No.3

celery

>この場合、電子が飛び出したあとの原子はどうなるのでしょうか
電気的に絶縁しているのであれば、マイナスに帯電します。
絶縁されていなければ(アースされていたら)、電子が補充されて中性原子に戻ります。
>飛び出した電子はどうなるのですか？
　完全な真空であれば、単に電子として浮遊します。
そうでない場合は、何かにくっついてしまいます(もともとの金属にくっつく可能性も高いです。)
　また電場があれば電場に従って移動します。
>電子は電子単体でも存在しうるのですか？
　存在します。ただし電場がない場合に限ります。電場が完全に無いという状態を作る事はほとんど困難なので、電子単体での存在は一時的なものとなります。

お礼

気になっていたいくつかの曖昧なイメージに輪郭が見えてきました。ありがとうございます！

回答No.2

ht1914

光電管のように回路を作っているものであれば飛び出した電子は集電装置に捕まって回路を回ります。電流が流れます。電子を放出した金属原子は一時的に電子不足状態になります。イオンになっていると言っていいでしょう。でもこのイオン状態も移動します。伝導電子（自由電子）の海の中にありますから。
今は光電管を見ることが無くなりました。博物館でしか見ることが出来ないかもしれません。

お礼

ご回答いただきありがとうございます。

回答No.1

nitto3

金属イオンは電子が飛び出した状態です。
飛び出したイオンは酸等に入って陰イオンを作ります。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
この場合「飛び出したイオンは」の「飛び出した電子は」という意味と受け取って構わないのしょうか？