Trong nước sâu

Tốc độ pha c trong một sóng trọng trường tuyến tính với bước sóng k được tính bởi công thức:

c = g k , {\displaystyle c={\sqrt {\frac {g}{k}}},}

ở đây g là gia tốc trọng trường. Nếu sức căng bề mặt đóng vai trò quan trọng, tốc độ pha sẽ là:

c = g k + σ k ρ , {\displaystyle c={\sqrt {{\frac {g}{k}}+{\frac {\sigma k}{\rho }}}},}

với σ là hệ số sức căng bề mặt, và ρ là mật độ khối lượng.

Vì c = ω/k là tốc độ pha được biểu diễn theo tần số góc ω và số sóng k, tần số góc của sóng trọng trường có thể được viết là

ω = g k . {\displaystyle \omega ={\sqrt {gk}}.}

Tốc độ nhóm của sóng (tốc độ mà một bó sóng cùng di chuyển) được tính bởi công thức

c g = d ω d k , {\displaystyle c_{g}={\frac {d\omega }{dk}},}

và vì vậy, đối với sóng trọng trường,

c g = 1 2 g k = 1 2 c . {\displaystyle c_{g}={\frac {1}{2}}{\sqrt {\frac {g}{k}}}={\frac {1}{2}}c.}

Như vậy, tốc độ nhóm bằng một nửa tốc độ pha. Sóng mà có tốc độ nhóm khác với tốc độ pha được gọi là sóng tán sắc.

Trong nước nông

Sóng trọng trường trong vùng nước nông (nơi mà độ sâu ngắn hơn nhiều so bước sóng) không bị tán sắc: cả tốc độ nhóm và tốc độ pha đều bằng nhau và độc lập với bước sóng và tần số. Với độ sâu h,

c p = c g = g h . {\displaystyle c_{p}=c_{g}={\sqrt {gh}}.}