為了方便介紹，我們考慮最簡(jiǎn)單的電磁波形式：簡(jiǎn)諧均勻平面波。通?？梢詫?xiě)成形式：E=E0*exp(jωt-jk*r)，理論上E0為復(fù)矢量，其中包含的初始相位，不妨假設(shè)為0。這個(gè)涉及了兩個(gè)主要參量：1、時(shí)間參量ω，稱(chēng)為角頻率。與周期T，頻率f的關(guān)系是：ω=2πf=2π / T。2、空間參量k（矢量，表示傳播方向），稱(chēng)相位系數(shù)或角波數(shù)，與波長(zhǎng)λ的標(biāo)量關(guān)系是：k=2π / λ。這個(gè)參量的關(guān)系是：k=ω*sqrt（εμ），ε：介電常數(shù)，μ：磁導(dǎo)率。

1、波速（Wave Velocity）

波傳播的示意圖

波速是指單位時(shí)間內(nèi)，（電磁）波形傳播的距離，即 V=λ / T=λf。真空中電磁波波速為光速c。這里需要注意的是周期和頻率只取決于波源的振動(dòng)頻率；波速與介質(zhì)的物理性質(zhì)相關(guān)；波長(zhǎng)取決于波速和頻率，兩者任意一個(gè)變化，波長(zhǎng)也隨之變化。

2、相速（Phase Velocity）

相速是指等相位面的傳播速度，相速說(shuō)的是某一頻率的波形在介質(zhì)中的傳播速率，只代表相位變化的快慢，不能真正反映電磁波能量的傳播速度。對(duì)簡(jiǎn)諧均勻平面波而言，等相位面是指jωt-jk*r=0，相速Vp=dr/dt=ω / k=1/sqrt(εμ)。在均勻各向同性的介質(zhì)中，相速與波速相等與電磁波的頻率無(wú)關(guān)。而對(duì)于色散介質(zhì)來(lái)說(shuō)，其介電常數(shù)ε是復(fù)數(shù)還與頻率相關(guān)，傳播系數(shù)也是復(fù)數(shù)，電磁波在這種介質(zhì)傳播時(shí)相速會(huì)隨頻率變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為材料色散，在色散介質(zhì)中，相速可能大于光速。相速與群速的示意圖見(jiàn)下圖。

3、群速（Group Velocity）

相速、群速示意圖

以上講的簡(jiǎn)諧均勻平面波是一種單色波，具有單一、確定的頻率ω和波數(shù)k。但這種單色波不攜帶任何信號(hào)，任何信號(hào)都是由不同頻率的單色波組成，形成一個(gè)波譜。在真空或非色散介質(zhì)中，信號(hào)中所有頻率分量都以同一速率傳播。群速就是一群不同頻率的波包絡(luò)傳播的速度，Vg=dω / dk。一般情況下，群速也代表能速，表示能量傳播速度。

包絡(luò)波的速率不同與單色波的相速。如果是色散介質(zhì)，不同頻率分量的單色波具有不同的相速，在傳播過(guò)程中各頻率分量之間的相位關(guān)系將發(fā)生變化，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的畸變，這種現(xiàn)象稱(chēng)為色散。群速也只是在頻帶較窄和色散較弱的情況下才有意義，如果色散嚴(yán)重，信號(hào)畸變非常嚴(yán)重的話，群速也就失去了意義。

4、能速

能速的定義是Ve=P / w，P：平均功率密度，w：電磁場(chǎng)儲(chǔ)能密度。通常情況下，我能速概念用的不多，講兩點(diǎn)能速的性質(zhì)：1、能速不同于相速，永遠(yuǎn)小于關(guān)速c；2、在強(qiáng)色散條件下，雖然群速失去了物理意義，且不再代表能速，但能速仍然具有明確的物理意義。

總之，電磁波的波速、相速、群速、能速的大小以及它們之間的關(guān)系與傳輸系統(tǒng)以及介質(zhì)有關(guān)。