Al estudiar la velocidad de las ondas, o qué tan rápido se mueven las ondas, hay dos tipos distintos que se pueden calcular, que son la velocidad de fase y la velocidad de grupo. La velocidad de fase mide la velocidad de una sola onda, mientras que la velocidad de grupo mide la velocidad de un paquete de ondas o envolvente. Un paquete de ondas es un grupo de ondas que se mueven como una sola unidad, por lo que se puede medir como una sola entidad.
La velocidad se calcula midiendo la distancia recorrida durante un tiempo determinado. Medir la velocidad de fase implica medir la distancia que se mueve una longitud de onda en un período de tiempo. Una longitud de onda es la distancia desde la cresta, o parte superior, de una ola a la cresta de la siguiente. Las velocidades de fase y las velocidades de grupo no tienen que ser las mismas en un paquete de ondas.
Se pueden observar varias relaciones diferentes entre las velocidades de fase y de grupo. Cuando las velocidades de fase y de grupo son las mismas, cada onda componente se mueve con el paquete completo, o la forma de onda se mueve como una sola unidad. Si la velocidad de fase es igual a la velocidad negativa del grupo, entonces las ondas componentes se mueven en la dirección opuesta al paquete de ondas.
Las velocidades de fase y de grupo también pueden ser mayores o menores entre sí. Las ondas con velocidades de fase mayores que la velocidad del grupo se moverán más rápido que la envolvente. Lo contrario es cierto cuando la velocidad del grupo es mayor. En este caso, las ondas componentes se mueven más lentamente que la envolvente completa.
Además de los escenarios anteriores, la velocidad de fase o la velocidad de grupo pueden ser iguales a cero. Cuando esto sucede, las ondas componentes o el paquete de ondas están estacionarios. Con una velocidad de fase de cero, el paquete de ondas se mueve sobre ondas componentes estacionarias. Una velocidad de grupo de cero significa que la envolvente está quieta y las ondas componentes se mueven a través de ella.
La velocidad de fase será diferente para diferentes tipos de medios. Esto se debe a que las propiedades del medio juegan un papel, por lo que las ondas de luz, las ondas de sonido y las ondas en diferentes líquidos pueden reaccionar de manera diferente. Además, la frecuencia de las ondas puede tener un efecto directo sobre la velocidad de fase, ya que diferentes frecuencias de ondas suelen viajar a diferentes velocidades. La velocidad de fase de las ondas también se puede medir dentro del vacío. Esto debe tenerse en cuenta ya que la permeabilidad y la permitividad del vacío tendrán un efecto directo sobre la fase y las velocidades de grupo del medio que se está midiendo.