This paper contains an explanation for phenomena found in laboratory plasmas by many investigators. When a magnetic field is present, either the ion component or the electron component (but not both simultaneously) may rotate with a mean angular velocity equal to its cyclotron frequency. In such a case, the periodic electric and magnetic force fields induced by certain types of collective oscillations of the velocity field cooperate in such a way that rotating wave patterns are formed. These rotating waves fall into two groups. The frequency of the first group is the well-known plasma frequency. The second group has two frequencies—one near a multiple of the cyclotron frequency, and the other, much lower, at the square of the plasma frequency divided by a multiple of the cyclotron frequency. The field of motion of the first group of waves is periodic along the direction of the magnetic field. The field of motion for the second group of waves is given by where and These fields of motion are in agreement with the experiments which have found that the higher harmonics of the cyclotron frequency can be excited to a much higher degree than previous theory had predicted.
本論文は、多くの研究者によって実験室プラズマにおいて観測された現象に対する説明を含むものである。磁場が存在するとき、イオン成分または電子成分のいずれか（ただし両方同時ではない）が、そのサイクロトロン周波数に等しい平均角速度で回転し得る。そのような場合、速度場のある種の集団振動によって誘起される周期的な電場および磁場の力場は、回転する波動パターンが形成されるように協働する。これらの回転波は2つのグループに分けられる。第一のグループの周波数は、よく知られたプラズマ周波数である。第二のグループは2つの周波数を持つ——1つはサイクロトロン周波数の倍数に近く、もう1つははるかに低く、プラズマ周波数の2乗をサイクロトロン周波数の倍数で割った値である。第一のグループの波の運動場は、磁場の方向に周期的である。第二のグループの波の運動場は、次式で与えられる。ここで、 および である。これらの運動場は、サイクロトロン周波数の高調波が従来の理論が予測したよりもはるかに高い程度まで励起され得ることを発見した実験と一致している。