¿Por qué los gráficos de radiación de cuerpo negro no son líneas rectas?

Estás confundiendo dos conceptos muy diferentes (pero ciertamente no eres el primero) cuya mayor conexión es que ambos llevan el nombre de Max Planck.

Primero, está la energía de un solo fotón :

$$E = h\nu = \frac{hc}{\lambda}.$$ si tramaste $E$como una función de $\lambda$, de hecho obtendrá la relación monótona que busca. Esta es la relación de Planck .

Por otro lado, tenemos el espectro de luz proveniente de un objeto extendido caliente que brilla intensamente , dado por

$$B_\nu = \frac{2h\nu^3}{c^2(\mathrm{e}^{h\nu/kT}-1)}$$ (para potencia por unidad de área por unidad de frecuencia) o $$B_\lambda = \frac{2hc^2}{\lambda^5(\mathrm{e}^{hc/\lambda kT}-1)}$$ (para potencia por unidad de área por unidad de longitud de onda). Esta es la Ley de Planck , que es lo que has trazado. Estas son las distribuciones de energías (por unidad de tiempo por unidad de área) de los muchos fotones emitidos por cualquier objeto que brille (es decir, cualquier objeto sobre $0~\mathrm{K}$). A esas cosas las llamamos espectros. Puede dividirlos por la energía por fotón dada en la primera fórmula y así obtener la distribución del número de fotones en función de la frecuencia o la longitud de onda.

El gráfico te dice cuánta radiación (intensidad) de cada longitud de onda se produce dependiendo de la temperatura. A 3000 K, por ejemplo, no esperaría ver mucha radiación de baja longitud de onda en comparación con una temperatura más alta. Sin embargo, a 6000 K, que es mucho más caliente, espera ver más radiación de alta energía y baja longitud de onda. Esto es lo que muestra el gráfico. A medida que aumenta la temperatura, la longitud de onda máxima disminuye. Esto tiene sentido, porque los fotones de baja longitud de onda tienen mayor energía.

El gráfico muestra que a cierta temperatura, hay una distribución de varios fotones diferentes de varias energías diferentes. El pico de la distribución te dice cuál de estos fotones ocurre más a la temperatura dada.

Creo que estás confundiendo varios aspectos aquí. Primero, la energía de un fotón depende de su frecuencia (o longitud de onda), la energía total de una onda depende luego de su frecuencia y número de fotones.

La ley de radiación del cuerpo negro simplemente dice cuánta energía emite un cuerpo negro de una temperatura dada a una frecuencia dada. Por ejemplo, considere una bombilla ordinaria, que es un cuerpo negro en una buena aproximación. Su espectro se parecerá bastante a la radiación del cuerpo negro en tu figura. Emitirá algunos fotones rojos, algunos azules, algunos infrarrojos e incluso algunos ultravioleta. Pero cuando cuentas todos los fotones de una frecuencia dada y multiplicas este número por la energía de un fotón, obtendrás el mismo valor que está en el gráfico. Entonces, lo que hace la mayor diferencia aquí es la diferente cantidad de fotones en diferentes frecuencias.