Volume 22, avril 2003, pp. 9-40.


Analyse des difficultés des étudiants à propos des concepts de phase et de surface d'onde, du principe de Huygens

Analysis of students’ difficulties on the concepts of phase and wave surface, on Huygens’ principle


Laurence MAURINES

IUFM de Créteil
LDSP, Université Denis Diderot Paris 7, case 7086
2, Place Jussieu
75251 Paris cedex 05, France.

Résumé

La première partie de cet article porte sur des situations de propagation selon une direction et le concept de phase d’une onde. La deuxième concerne des situations de propagation selon plusieurs directions, de réflexion et transmission, de superposition d’ondes sphériques cohérentes et le concept de surface d’onde. Les grandeurs physiques auxquelles les étudiants relient ces deux concepts et les méthodes utilisées pour tracer une surface d’onde sont dégagées et analysées. Des tendances de raisonnement déjà mises en évidence dans nos précédentes recherches se manifestent : considérer l’onde comme un objet matériel, réduire le nombre de concepts et les matérialiser. Quelques remarques sur des manuels d’enseignement et quelques propositions pédagogiques sont faites.

Mots clés : raisonnement commun, université, phase, surface d’onde, principe de Huygens.

Abstract

First, this paper focuses on situations of propagation along one direction and on the concept of wave phase. Second, it deals with situations of propagation along several directions (propagation in an inhomogeneous medium, from an extended source, reflection and transmission, superposition of coherent spherical waves) and on the concept of wave surface. The physical quantities to which the students linked these two concepts and the methods they used in order to draw a wave surface are put forward and analysed. The same trends towards a mechanistic reasoning and towards a reduction and materialization of concepts as those previously pointed out are encountered. Some school text-books have been analysed and some pedagogical implications are discussed.

Keys words : common reasoning, university, wave phase, wave surface, Huygens’ principle.