Wenn man die Geschwindigkeit von Wellen untersucht oder wie schnell sich Wellen bewegen, können zwei verschiedene Arten berechnet werden, die Phasengeschwindigkeit und die Gruppengeschwindigkeit. Die Phasengeschwindigkeit misst die Geschwindigkeit einer einzelnen Welle, während die Gruppengeschwindigkeit die Geschwindigkeit eines Wellenpakets oder einer Hüllkurve misst. Ein Wellenpaket ist eine Gruppe von Wellen, die sich als eine Einheit bewegen und daher als eine Einheit gemessen werden können.
Die Geschwindigkeit wird berechnet, indem die während einer bestimmten Zeit zurückgelegte Strecke gemessen wird. Die Messung der Phasengeschwindigkeit beinhaltet das Messen der Entfernung, die sich eine Wellenlänge in einem Zeitraum bewegt. Eine Wellenlänge ist der Abstand vom Scheitel oder der Spitze einer Welle zum Scheitel der nächsten Welle. Phasengeschwindigkeiten und Gruppengeschwindigkeiten müssen in einem Wellenpaket nicht gleich sein.
Zwischen Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten können mehrere verschiedene Beziehungen beobachtet werden. Wenn die Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten gleich sind, bewegt sich jede Komponentenwelle mit dem gesamten Paket oder die Wellenform bewegt sich als eine einzelne Einheit. Ist die Phasengeschwindigkeit gleich der negativen Gruppengeschwindigkeit, dann bewegen sich die Teilwellen in entgegengesetzter Richtung zum Wellenpaket.
Die Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten können auch größer oder kleiner zueinander sein. Wellen mit Phasengeschwindigkeiten größer als die Gruppengeschwindigkeit bewegen sich schneller als die Hüllkurve. Das Gegenteil ist der Fall, wenn die Gruppengeschwindigkeit größer ist. In diesem Fall bewegen sich die Teilwellen langsamer als die gesamte Hüllkurve.
Zusätzlich zu den obigen Szenarien kann entweder die Phasengeschwindigkeit oder die Gruppengeschwindigkeit gleich Null sein. Dabei sind entweder die Teilwellen oder das Wellenpaket stationär. Bei einer Phasengeschwindigkeit von Null bewegt sich das Wellenpaket über stationäre Teilwellen. Eine Gruppengeschwindigkeit von Null bedeutet, dass die Hüllkurve still ist und sich die Komponentenwellen durch sie hindurch bewegen.
Die Phasengeschwindigkeit wird für verschiedene Medientypen unterschiedlich sein. Denn die Eigenschaften des Mediums spielen eine Rolle, so können Lichtwellen, Schallwellen und Wellen in unterschiedlichen Flüssigkeiten unterschiedlich reagieren. Auch die Frequenz der Wellen kann einen direkten Einfluss auf die Phasengeschwindigkeit haben, da sich unterschiedliche Frequenzen von Wellen in der Regel mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fortbewegen. Die Phasengeschwindigkeit von Wellen kann auch im Vakuum gemessen werden. Dies muss berücksichtigt werden, da die Permeabilität und Permittivität des Vakuums einen direkten Einfluss auf die Phasen- und Gruppengeschwindigkeiten des zu messenden Mediums haben.