Lors de l’étude de la vitesse des ondes, ou de la vitesse à laquelle les ondes se déplacent, il existe deux types distincts qui peuvent être calculés, à savoir la vitesse de phase et la vitesse de groupe. La vitesse de phase mesure la vitesse d’une seule onde, tandis que la vitesse de groupe mesure la vitesse d’un paquet d’ondes, ou enveloppe. Un paquet d’ondes est un groupe d’ondes qui se déplacent comme une seule unité et peuvent donc être mesurés comme une seule entité.
La vitesse est calculée en mesurant la distance parcourue pendant un temps donné. La mesure de la vitesse de phase consiste à mesurer la distance parcourue par une longueur d’onde pendant une période de temps. Une longueur d’onde est la distance entre la crête ou le sommet d’une vague et la crête de la vague suivante. Les vitesses de phase et les vitesses de groupe ne doivent pas nécessairement être les mêmes dans un paquet d’ondes.
Plusieurs relations différentes peuvent être observées entre les vitesses de phase et de groupe. Lorsque les vitesses de phase et de groupe sont les mêmes, chaque onde composante se déplace avec le paquet entier, ou la forme d’onde se déplace comme une seule unité. Si la vitesse de phase est égale à la vitesse de groupe négative, alors les ondes composantes se déplacent dans la direction opposée au paquet d’ondes.
Les vitesses de phase et de groupe peuvent également être supérieures ou inférieures l’une à l’autre. Les ondes avec des vitesses de phase supérieures à la vitesse de groupe se déplaceront plus rapidement que l’enveloppe. L’inverse est vrai lorsque la vitesse de groupe est plus grande. Dans ce cas, les ondes composantes se déplacent plus lentement que l’enveloppe complète.
En plus des scénarios ci-dessus, la vitesse de phase ou la vitesse de groupe peut être égale à zéro. Lorsque cela se produit, les ondes composantes ou le paquet d’ondes sont stationnaires. Avec une vitesse de phase de zéro, le paquet d’ondes se déplace sur des ondes composantes stationnaires. Une vitesse de groupe de zéro signifie que l’enveloppe est immobile et que les ondes composantes se déplacent à travers elle.
La vitesse de phase sera différente pour différents types de supports. En effet, les propriétés du milieu jouent un rôle, de sorte que les ondes lumineuses, les ondes sonores et les ondes dans différents liquides peuvent réagir différemment. De plus, la fréquence des ondes peut avoir un effet direct sur la vitesse de phase, car différentes fréquences d’ondes se déplacent généralement à des vitesses différentes. La vitesse de phase des ondes peut également être mesurée dans le vide. Ceci doit être pris en considération car la perméabilité et la permittivité du vide auront un effet direct sur les vitesses de phase et de groupe du milieu mesuré.