Почему еда разогревается более равномерно, если организовать ее в форме тора?

Я ни в коем случае не физик, но, насколько я понимаю, неравномерный нагрев больше свидетельствует о самих микроволнах. Они колеблются с заданной длиной волны и частотой, которые затем поглощаются пищей. Эти волны отражаются вокруг микроволновки и не приводят к равномерному распределению тепла. Также есть вопрос состава продуктов и просто состава самой микроволновки. Жидкая вода, вероятно, будет возбуждаться гораздо быстрее и нагреваться быстрее, чем, например, твердый лед. Таким образом, торт с жидкой внутренней частью может нагреваться иначе, чем, скажем, сухой кусок торта с внешней глазурью. Кроме того, тонкий, равномерно распределенный «пончик», как вы выразились, менее плотный и имеет большую площадь поверхности для взаимодействия с микроволнами. Вращающийся поднос также может распределять микроволны иначе, чем стационарный.

Вот что я думаю, но могу ошибаться.

Длина волны излучения в микроволновых печах на самом деле довольно велика, вы сами можете в этом убедиться: частота (которую вы сможете получить с задней стороны машины) составляет около 2,45 ГГц, что приводит к длине волны около 12 см. Микроволновая печь создает в резонаторе стоячую волну с длиной волны около 12 см. Теперь эта волна не будет равномерно нагревать пищу, которую вы поместите внутрь нее: пища, помещенная в пучности (где волна имеет и, следовательно, передает наибольшую «энергию»), будет нагреваться больше, чем пища, помещенная в узлы. (где напряженность электромагнитного поля равна нулю, т.е. красные точки внизу).

(Из Викисклада)

Я предполагаю, что для того, чтобы пища готовилась равномерно, вы хотели бы не размещать ее часть в узле, и создание кольца кажется быстрым способом сделать это, учитывая, что узлы будут находиться на расстоянии около 6 см друг от друга ( половина длины волны), и это более или менее внутренний диаметр средней формы «бублика», которую вы могли бы сформировать на своей тарелке. Отсутствие узлов позволит избежать холодных точек, что приведет к более равномерному профилю нагрева.

Кстати, вы можете видеть, где находятся пучности в вашей собственной микроволновке, в этих точках шоколад плавится больше, и есть масса возможностей для хороших экспериментов с этим: использование шоколада или зефира для измерения скорости света. Это веселое упражнение, которое можно делать со своими детьми (если они у вас есть) или просто в одиночку, если вам нужен предлог, чтобы купить шоколад. («Это для науки !»)

РЕДАКТИРОВАТЬ: Итак, просматривая комментарий @BobD ниже, я нашел действительно хороший сайт Грега Блондера из Бостонского университета, который в основном провел обширный анализ этого здесь . Раньше я думал, что форма «бублика» возникла естественным образом, потому что одна и та же стоячая волна вращается вдоль$z-$ось. Изображение с сайта показало мне, что это неправда, стоячие волны выглядят примерно так (длины волн все еще около 12 см, только по диагонали):

Однако при их вращении кажется, что появляется центральное холодное пятно. Таким образом, кажется, что вращение является важным фактором, объясняющим, почему форма «бублика» идеальна. Я включаю изображение с сайта ниже.

(Изображения выше взяты с сайта Грега Блондера )