Кіріспе

Физика ғылымдарында Айри функциясы (немесе бірінші түрдегі Айри функциясы) "Ai(x)" – британдық астроном Джордж Бидделл Айри (1801–1892) есімімен аталған арнайы функция. Ai(x) функциясы және оған байланысты "Bi(x)" функциясы, Айри теңдеуі немесе Стокстің теңдеуі деп аталатын дифференциалдық теңдеудің сызықтық тәуелсіз шешімдері болып табылады. Сызықтық дифференциалдық теңдеудің шешімі k<0 үшін тербелісті, ал k>0 үшін экспоненциалды болғандықтан, Айри функциялары x<0 үшін тербелісті және x>0 үшін экспоненциалды болады. Шындығында, Айри теңдеуі – бұрылыс нүктесі бар (шешімдердің мінезі тербелістен экспоненциалдыққа өзгеретін нүкте) ең қарапайым екінші реттік сызықтық дифференциалдық теңдеу.

Кванттық механика

Аирь функциясы – үшбұрышты потенциалдық қақпадағы және бірөлшемді тұрақты күш өрісіндегі бөлшектер үшін уақытқа тәуелсіз Шредингер теңдеуінің шешімі болып табылады. Осы себепті, ол WKB жуықтауындағы бұрылыс нүктесінің жанында біртекті жартылай классикалық жуықтамалар жасауға да қолданылады, онда потенциал позицияның сызықтық функциясымен жергілікті түрде жуықталуы мүмкін. Үшбұрышты потенциалдық қақпа шешімі жартылай өткізгіш гетероқосылыстардағы тұтқындалған электрондарды түсіну үшін тікелей маңызды.

Оптика

Электр өрісінің профилі Эйри функциясымен сипатталатын көлденең асимметриялық оптикалық сәуле, симметриялық сәулелердегідей тік сызықпен таралудың орнына, ең жоғары қарқыны бір жаққа қарай үдеу қасиетіне ие. Бұл төмен қарқыны бар ұзын құйрығының қарсы бағытта жайылуымен шартталған, сондықтан сәуленің жалпы импульсі сақталады.

Каустикалық

Аир функциясы, мысалы, радуганың (супернумериялық радуга деп аталады) сияқты оптикалық бағытталған каустикаға жақын интенсивтіліктің пішініне негіз болады. Тарихи тұрғыдан алғанда, осы математикалық мәселе Эйриді осы арнайы функцияны жасауға жетеледі. 1841 жылы Уильям Хэллоуз Миллер судың жұқа цилиндрі арқылы жарық сәулелендіріп, содан кейін телескоп арқылы қарап, супернумериялық радугаға ұқсас құбылысты тәжірибелік түрде өлшеді. Ол 30-ға дейін жолақты байқады.

Ықтималдық

1980 жылдардың ортасында Эйри функциясы Чернофф таралымымен тығыз байланысты екені анықталды. Эйри функциясы сондай-ақ Трейси-Видом таралымының анықтамасында да кездеседі, ол кездейсоқ матрицадағы ең үлкен өзіндік мәндер заңдылығын сипаттайды. Кездейсоқ матрицалар теориясының Кардар-Париж-Жанг теңдеуімен тығыз байланысы болғандықтан, КПЗ-дағы Аир процесі сияқты орталық процестер құрылған.

Тарих

Аэри функциясы британдық астроном және физик Джордж Биделл Аэридің (1801–1892) есімімен аталады, ол физикадағы оптиканы зерттеу барысында осы функциямен алғаш рет танысқан (Аэри, 1838). Ai(x) белгілемесін Гарольд Джеффрис енгізген. Аэри 1835 жылы Британдық Корольдік астрономы болып тағайындалды және 1881 жылы зейнетке шыққанға дейін осы қызметін атқарды.