¿Por qué la comida se cocina en el microondas de manera más uniforme si la organizas en forma de toroide?

De ninguna manera soy un físico, sin embargo, según tengo entendido, el calentamiento desigual es más indicativo de las microondas en sí. Oscilan a una longitud de onda y frecuencia establecidas que luego son absorbidas por la comida. Estas ondas rebotan alrededor del microondas y no conducen a un patrón de calor uniforme. También está la cuestión de la composición de los alimentos y simplemente la composición del propio horno de microondas. Es probable que el agua líquida se excite mucho más rápido y se caliente más rápido que el hielo sólido, por ejemplo. Por lo tanto, un pastel con un interior líquido puede calentarse de manera diferente que, por ejemplo, un trozo de pastel seco con un glaseado exterior. Además, una "forma de rosquilla" delgada y uniformemente distribuida, como la pones, es menos densa con más área de superficie para interactuar con las microondas. Una bandeja giratoria también puede distribuir las microondas de manera diferente a una estacionaria.

Esto es lo que pienso, pero podría estar equivocado.

La longitud de onda de la radiación en los hornos de microondas es bastante grande, puedes verlo tú mismo: la frecuencia (que deberías poder obtener desde la parte posterior de la máquina) es de alrededor de 2,45 GHz, lo que conduce a una longitud de onda de alrededor de 12 cm. El horno de microondas establece una onda estacionaria en la cavidad, con una longitud de onda de alrededor de 12 cm. Ahora, esta ola no terminará calentando la comida que coloques dentro de ella de manera uniforme: la comida colocada en los antinodos (donde la ola tiene, y por lo tanto transfiere, la mayor parte de la "energía") se calentará más que la comida colocada en los nodos. (donde la intensidad del campo electromagnético es cero, es decir, los puntos rojos de abajo).

(De Wikimedia Commons)

Me imagino que para que la comida se cocine de manera uniforme, le gustaría evitar colocar parte de ella en un nodo, y hacer un anillo parece ser una forma rápida de hacerlo, dado que los nodos estarán separados por unos 6 cm ( media longitud de onda) y este es más o menos el diámetro interno de la forma promedio de "rosquilla" que podría formar en su plato. Evitar los nodos evitaría los puntos fríos, lo que conduciría a un perfil de calentamiento más uniforme.

Por cierto, puedes ver dónde están los antinodos en tu propio microondas, el chocolate se derrite más en estos puntos, y hay un montón de posibilidades para buenos experimentos con esto: usar chocolate o malvaviscos para medir la velocidad de la luz. Es un ejercicio divertido para hacer con tus hijos (si tienes alguno) o solo, si necesitas una excusa para comprar chocolate. ("¡Es para la ciencia !")

EDITAR: Entonces, al buscar el comentario de @BobD a continuación, encontré un sitio realmente agradable de Greg Blonder en la Universidad de Boston que básicamente ha realizado un análisis extenso sobre esto aquí . Anteriormente había pensado que la forma de "rosquilla" aparecía de forma natural porque la misma onda estacionaria gira a lo largo de la$z-$eje. Una imagen del sitio me mostró que esto no es cierto, las ondas estacionarias se parecen más a esto (sin embargo, las longitudes de onda todavía son de alrededor de 12 cm, solo en diagonal):

Sin embargo, cuando se giran, parece aparecer un punto frío central. Así que parece que la rotación es un factor importante de por qué la forma de "rosquilla" es ideal. Incluyo una imagen del sitio a continuación.

(Las imágenes de arriba son del sitio de Greg Blonder )